GRawler - Очиститель стеклянной крыши: 13 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

На данный момент это мой самый большой и сложный проект. Целью было построить машину для чистки моей стеклянной крыши. Большой вызов - крутой склон в 25%. Первые попытки не смогли сойти с пути. Гусеничный трактор ускользнул, двигатели или шестерни отказали. После нескольких попыток я остановился на текущем приводе. Шаговые двигатели очень помогают, потому что можно проехать определенное расстояние, и гусеничный трактор может стоять на месте, не откатываясь назад. Машина состоит из гусеничного привода, вращающейся щетки со стеклоочистителем перед ней, бака для воды с насосом и управляющей электроники. Также на 3D-принтере было создано множество деталей. Ширина гусеницы зависит от поверхности стекла и может определяться длиной металлических профилей.

Шаг 1: Список деталей

Металлический профиль для каркаса:

• Алюминиевый круглый металлический стержень 1м 10мм
• кусок алюминиевого круглого металлического стержня 6 мм
• 2-метровая алюминиевая квадратная труба 10x10 мм
• 2м Алюминиевый L профиль 45x30мм

Стержень с резьбой:

• 3 м M8 с большим количеством гаек и шайб
• 1 м M6"
• 1 м M5"
• 0,2 м M3

Винты:

• 12x M3x12 (для двигателей и редукторов)
• 6x M3x50 (для ведущих колес) с гайками
• M5x30
• M6x30
• M4x30

Подшипники:

6шт. 5x16x5

Электронный:

• Микро-погружной водяной насос
• Arduino Pro Mini (ATmega32U4 5 В 16 МГц)
• 2 шт. Шаговый двигатель NEMA 17
• 2шт. A4988 Драйвер шагового двигателя
• Модуль реле Arduino
• Электродвигатель 550 с щеткой
• Стандартный сервопривод (или лучшая металлическая версия с большим крутящим моментом)

• Луженый универсальный макет с отверстиями

• Штекерные разъемы штекер / розетка 2,54 стандарт
• L7805
• LiPo 3,7 В 4000-6000 мАч
• LiPo 11,1 В 2200 мАч
• Кабельный фильтр с ферритовым сердечником
• Модуль BT HC-06
• конденсаторы, 3x100 мкФ, 10 нФ, 100 нФ
• резистор, 1К, 22К, 33К, 2x4,7К
• Предохранители. 10А для аккумулятора мотора щетки, 5А для аккумулятора "GRawler"

Другой:

• пластиковый ящик для электронных компонентов, примерно 200x100x50 мм
• Удлиненная щетка для радиатора (800 мм)
• канистра пластиковая 2л
• 1,5 м трубки для аквариума / пруда Наружный диаметр: 0,375, 3/8 или 9,5 мм; Внутренний диаметр: 0,250 или 1/4 или 6,4 мм
• Гусеница / пластиковая гусеница
• длинная щетка стеклоочистителя (мин. 700 мм) от грузовика
• много кабельных стяжек
• изолента
• усадочная трубка

Инструменты:

• пистолет для горячего клея
• скамья дрель
• сверло 1-10мм
• 3д принтер
• маленькие гаечные ключи
• отвертки
• паяльная станция
• различные плоскогубцы
• ножовка
• файл

Шаг 2: детали, напечатанные на 3D-принтере

Многие детали изготавливаются на моем 3D-принтере, общие настройки:

• Диаметр сопла 0,4
• высота слоя 0,3
• заполните 30-40%, выберите больше для шестерен
• Материал: PLA с подогревом

Шаг 3: Кисть

Для вращающейся щетки я использую удлиненную радиаторную щетку, убедитесь, что настоящая щетка имеет минимальную длину 700 мм, после некоторого поиска в интернет-магазинах я нашел подходящую. Отрежьте ручку и дайте стержню выступить на 20 мм с обеих сторон.

Вал моей щетки имеет диаметр 5 мм, он идеально входит в подшипники боковых частей.

Чтобы предотвратить проскальзывание вала, я использую небольшую алюминиевую трубку с термоусадочной трубкой, другая сторона фиксируется шестерней.

Совет: если щетина слишком длинная, вращение будет очень медленным / выключится.

В этом случае просто укоротите их электрической машинкой для стрижки волос, как это сделал я:-)

Шаг 4: обрамление

Заранее подумайте, какой ширины должен быть гусеничный трактор или какой ширины полосы движения, чтобы двигаться по ней. От этого зависит длина профилей и резьбовых стержней, я использую 700 мм.

Убедитесь, что профили заходят на 1-2 мм в боковые панели.

Через боковые панели и профили вставляются стержни с резьбой (M6 или M8) и привинчиваются снаружи.

Шаг 5: Коробка передач для кисти

Редуктор щетки состоит из 4-х передач.

Для большей плавности двойная шестерня фиксируется отрезком латунной трубки (диаметр 8 мм) и винтом M6.

Другая шестерня фиксируется винтом M4 и контргайкой.

Шестерня щетки фиксируется двумя винтами М3, не забудьте сначала вставить гайки в шестерню.

Мотор крепится к боковой части винтами М3.

Шаг 6: резервуар, насос и трубки из ПВХ

Я решил использовать некачественный насос, поэтому мне нужен только один кусок ПВХ-трубки, и насос исчезает в резервуаре.

Просверливаю отверстия в верхней части бака для трубки и кабеля.

ВАЖНО: Двигатель помпы не имеет подавителя помех, который может свести с ума GRrawler:-) Используйте колпачок (10 нФ) параллельно и ферритовое кольцо для кабеля.

После измерения необходимой длины шланга отметьте ту часть, которая исчезает в коробке со щеткой. Теперь просверлите в шланге небольшие отверстия (1,5 мм) на расстоянии 30-40 мм. Важно, чтобы отверстия находились на одной линии. Закрепите шланг горячим клеем в щеточной коробке и закройте открытый конец шланга (я использую зажим для шланга).

Шаг 7: дворник

Резиновое лезвие снято с щетки стеклоочистителя (большие у грузовиков). Затем я взял квадратный трубчатый профиль с небольшой выемкой (см. Рисунок), чтобы закрепить лезвие. Я прикрепил к каждому концу маленькую алюминиевую трубку, чтобы она работала как шарнир в сочетании с винтом.

Распечатанный рычаг фиксируется винтом. Стержень с резьбой (M3) обеспечивает соединение между дворником и сервоприводом.

Сервопривод прикручен к верхней части щетки, необходимы два печатных кронштейна.

Шаг 8: привод Caterpillar

Для передвижения мы используем классический гусеничный привод. Резиновые гусеницы оптимально прилегают к мокрым стеклянным панелям.

Цепи направляются двумя шкивами. Ведущий шкив большего размера с шестерней состоит из четырех частей, которые скрепляются тремя винтами / гайками M3x50. Меньший состоит из двух одинаковых частей с двумя шарикоподшипниками, движущимися на стержне с резьбой. Приводные шкивы имеют профиль из латунной или алюминиевой трубы диаметром 10 мм.

Чтобы предотвратить скольжение, к оси прикрепляют кусок термоусадочной трубки. Из-за небольшого числа оборотов этого вполне достаточно.

Наконец, выровняйте шкивы параллельно друг другу и раме.

Шаг 9: Электронный

Электронную часть можно припаять к макетной плате. См. Прилагаемую схему для деталей.

Я также прилагаю sch-файл орла, если вы хотите сделать свою собственную печатную плату.

Чтобы защитить электронику от влаги, все, включая батареи, можно встроить в коробку из ПВХ.

Электропитание осуществляется двумя отдельными LiPos для щеточного двигателя, которому требуется большой ток, и еще одним для остальных.

Используйте предохранители для обеих цепей, LiPos может генерировать очень большой ток!

Чтобы получить правильный ток в ваших шаговых двигателях, очень важно настроить драйверы A4988.

Я нашел здесь очень хорошее руководство.

Шаг 10: Arduino

Для управления GRawler я выбрал микроверсию Arduino Leonardo. Он имеет встроенный USB-контроллер, поэтому его можно легко программировать. Количество выводов ввода-вывода достаточно для наших целей. Для установки IDE и выбора подходящей платы используйте это руководство.

После этого вы можете скачать прикрепленный эскиз.

Изменения, которые необходимо внести в Кодекс:

Значения вверх / вниз для сервопривода должны быть найдены экспериментально и могут быть отредактированы в верхней части кода:

#define ServoDown 40 // использовать значение 30-60 # определить ServoUp 50 / / использовать значение 30-60

Код НЕ будет работать на других Arduinos, которые не используют ATmega32U4. Эти используют разные таймеры.

Шаг 11: BT Control

Для удаленного управления нашим маленьким краулером я использую модуль BT и приложение «Joystick BT commander». Чтобы не пришлось изобретать велосипед, также есть руководство.

И руководство для модуля BT, используйте скорость передачи 115200 бит / с. Код сопряжения - «1234».

В приложении есть 6 кнопок (нам нужно всего 3) и джойстик. Используйте настройки для настройки меток кнопок, 1. Кисть вкл. / Выкл.

2. Включение / выключение двигателей.

3. Стеклоочиститель вверх / вниз

Снимите флажок "вернуться в центр"

и отметьте "автоподключение"

Для подробностей я прикрепил несколько снимков экрана со своего телефона.

Шаг 12: Получите четкое представление

Теперь пришло время чистить крышу.

• Поместите GRawler на крышу
• Налейте немного воды (лучше теплой!)
• Включить
• активировать моторы
• активировать кисть
• Подниматься
• сверху ехать назад
• и выключите дворник

И, конечно же, получайте удовольствие !!!

Шаг 13: обновления

2018/05/24:

Для автоматического слежения я установил микровыключатели с каждой стороны. Подключение уже учтено на принципиальной схеме и в программном обеспечении. При срабатывании переключателя противоположный двигатель замедляется.

Первый приз в конкурсе "Безупречный"