2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Робот пылесос своими руками в домашних условиях

Робот пылесос — Часть1: Механика

Наверное, каждый, кто только начинает по-настоящему увлекаться робототехникой, электроникой или программирование, проходя сложный путь изучения сопутствующих технологий, надеется в будущем применить накопленные знания для работы над серьёзным и интересным проектом.

Я вот, например, почитав робофорум , решил собрать робот пылесос. Причина такого выбора не столько в полезности данного устройства, сколько в том что, разрабатывая его, можно сконцентрироваться на конкретной задаче: робот способный автономно убирать мусор при минимальном обслуживании.

Данная статья не является подробным описанием по сборке и настройке робота. В ней я, главным образом, хотел бы изложить свой опыт, полученный во время выполнения данной работы.

Механика:
Из всей механики робота пылесоса особую сложность в проектировании и изготовлении представляет мусороуборочный узел.

Он должен:
-Занимать как можно меньше места, но при этом иметь вместительный контейнер для мусора.
-Хорошо убирать загрязнения на любых поверхностях, но при этом обладать низким энергопотреблением и уровнем шума.

Прежде чем удалось добиться выполнения всех этих запросов, было перепробовано множество различных вариаций компоновки узла.


Макеты мусороуборочных узлов.

В конце — концов, остановился на схеме: широкая боковая щётка + пылесос. Радиальная щётка, расположенная с правой стороны, загребает мусор к жерлу пылесоса, расположенному по центру. Горизонтально-цилиндрическую щётку, как у Румбы, решил не ставить, так – как она лишь незначительно увеличивает качество уборки, но при этом сильно осложняет конструкцию жерла пылесоса. Устройство пылесосящего узла представлено на фото ниже.


Снаружи.


Внутри.


Контейнер.


Фильтр.




Сборка.

Однако возникает вопрос: Где взять турбину и двигатель для пылесоса?

Можно спаять турбину из стеклотекстолита и жести;


Турбина из жести.

Можно взять готовую турбину от большого пылесоса, предварительно обрезав её на токарном станке.


Готовая турбина, обрезанная на токарном станке до нужного диаметра(вентилятор от компьютера для сравнения).

А ещё её можно купить, в виде дешёвого китайского автомобильного пылесоса.


Пылесос.

Не сочтите за рекламу, но рекомендую брать именно этот пылесос(kioki), так как в нём гарантировано правильная турбина с мощным двигателем и удобным краплением (при цене, в среднем, 500р). Хотя, что касается двигателя – то его лучше заменить. У стандартного потребление порядка 3А, при замене на двигатель QX-RS-385-2073 с потреблением 1.2А, мощность всасывания падает незначительно, зато робот начинает меньше шуметь и дольше бегает без подзарядки. Что касается самодельных турбин, они хоть и хорошо всасывают, но их довольно сложно отцентрировать так чтобы не было вибрации.

Боковая щётка собрана из двигателя от магнитофона, подключённого к оси с трещоткой (вынул из игрушечного шуруповёрта) через червячную передачу. Кисточки вынуты из половой швабры, и закреплены на диске из стеклотекстолита с помощью секундного клея.


Радиальная щётка.

В качестве приводных моторов служат два 25милиметровых моторредуктора, наверное, здесь нужно что-то более подходящее, например переделанные под постоянное вращение сервоприводы, но я поставил то что было под рукой.
Готовых колёс нужного размера не нашлось, поэтому пришлось вырезать их 10милеметровой фанеры и обклеить теплоизоляционной лентой, для лучшего сцепления с поверхностью. Отверстия в колесе – для энкодеров, хотя в конечном счёте я отказался от их применения из-за низкой точности.


Мотоблок.

Мотоблоки желательно ставить на независимую подвеску. В данной модификации робота я решил проверить, действительно ли она нужна, установив двигатели без подвески, в результате возникли проблемы при заезде на толстый ковёр. Оси двигателей должны совпадать диаметром окружности робота, так будет проще реализовать развороты на месте.


Подруливающее колесико.

Датчик соударений(далее бампер), сделан из двух переключателей и подвешенной на них полоске из пластмассы согнутой полукругом.


Переключатели


Бампер.

По нормальному бампер должен закрывать собой всю морду робота снизу доверху, но так-так вся мебель у меня одной высоты, то я с этим заморачиваться не стал.


Механика робота в собранном виде.

Для проверки механической части робота была собрана следующая, простая, схема управления:

Схема управления.

Читать еще:  Вал на фуганок с циркулярным диском чертежи

Проверка механики на простом алгоритме уборки:


Контейнер после уборки.

Как видно, мусороуборочный узел хорошо справляется со своей работой, но при использовании простого алгоритма уклонения от препятствий, робот ходит по одной и той же траектории, оставляя много пропусков.

Робот пылесос своими руками

Современному человеку бывает сложно поддерживать чистоту в доме. Однако техника ушла далеко вперёд; появились роботы-пылесосы, выполняющие уборку в квартире самостоятельно. Они стоят немалых денежных средств, но можно попробовать создать такое приспособление самостоятельно.

Особенности изготовления робота-пылесоса дома

Для изготовления вам нужны хотя бы любительские навыки, потому что процесс производства робота-пылесоса требует затрат времени и терпения. Но готовый прибор поможет вам сэкономить сначала деньги, а потом время и силы, затрачиваемые на уборку.

Теоретические аспекты

Чтобы успешно изготовить робот-пылесос своими руками, необходимо понимать суть его работы изнутри. Давайте рассмотрим несколько правил, соблюдение которых обеспечит правильное функционирование техники:

  • Робот должен иметь форму шайбы, диска для правильного хода движения;
  • Колесики размещаются по диаметру пылесоса, чтобы он мог осуществлять развороты;
  • Центр тяжести наиболее оптимален на колёсах, но может находиться и рядом с ними;
  • Средняя скорость аппарата 25–35 см/сек;
  • Контактный бампер размером минимум 0,5 от окружности — обязательная составляющая робота-пылесоса;
  • Зарядка самодельного роботы должны выполняться от зарядного устройства, нет необходимости в разборке аппарата;
  • Пыль и мусор должна собираться в отдельную ёмкость, которую можно вынуть и прочистить.

Как сделать чертёж

Современные интернет-ресурсы позволяют провести сборку робота-пылесоса без чертежей и иных схем. Однако для понимания вами строения аппарата, советуем такой чертёж составить, чтобы наглядно представить внутреннее устройство. Дело в том, что подобрать детали для робота проще, чем грамотно расположить их внутри. Представим вам примерный чертёж будущего чуда техники:

Совет! отметьте на чертеже все составляющего будущего пылесоса и их примерными габаритами. Стрелками укажите направления воздуха и засасывания частиц пыли. Наглядность — один из шагов к успеху будущей сборки.

Для составления схемы давайте определимся, какие составляющие понадобятся в работе:

  • Плата Arduino — «головной мозг» будущего робота;
  • Турбина от старого пылесоса;
  • Двигатель маленького размера (можно взять старый компьютерный кулер);
  • Дальномеры — 2 штуки;
  • Колёса (желательно 2 обычных и 1 поворотное), двигатели с редукторами;
  • Контроллер (для двигателя);
  • 3 литиевых аккумулятора;
  • Контроллер заряда;
  • Провода;
  • Плотный картон.

Важно! Если не сможете найти старую турбину — её можно сделать самому из плотного картона. Схема прилагается.

Особенности проведения сборки

Собирая робот пылесос своими руками в домашних условиях, начните работу с организации электропитания. Для этого аккумуляторы зарядите при помощи контролёра. Дальше вам необходимо создать управление двигателями привода аппарата. Лучше всего использовать модуль на микросхеме типа L298. Для регулировки скорости на пин ENA или ENB нужно подать сигнал ШИМ. Чтобы изменить направление вращения, то подайте разноимённые сигналы на IN1 и IN2 для одного, и на IN2 и IN3 для второго двигателя.

Затем двигатель нужно соединить с Arduino. Из картона сделайте круг, затем присоедините к нему колёса (диаметр рассчитывайте под «начинку» — около 30–35 см). С двух сторон используйте обычные колёса, но с угловыми редукторами, а между ними сзади — поворачивающееся колесо для манёвренности.

На изготовленное основание вмонтируйте всю электронику и блок пылесоса. Дальномеры прикрепляем спереди.

Дальнейшим шагом необходимо соорудить турбину, поэтому лопасти компьютерного кулера убираем и приклеиваем в него на термоклей турбину от старого пылесоса. Закрепляйте её точно по центру: нам не нужен дисбаланс.

Боковые стенки пылесоса можете соорудить самостоятельно. Главное, не забывайте: он должен иметь цилиндрическую форму.

Тестирование аппарата

После сборки пылесоса обязательно проверьте его работу. Он должен будет выполнять следующие действия: ехать вперёд до препятствия. Если на пути встречается преграда, то робот отъезжает назад, делает разворот под неопределённым углом и едет в ту сторону. А также не забудьте проверить всасывающую силу аппарата. Если всё работает — вы успешно справились с задачей!

Читать еще:  Шуруповерт инструкция по применению

Можно ли сделать робот пылесос своими руками?

Так как пылесос – незаменимое устройство для любой домохозяйки, то они каждый год усовершенствуются, становясь качественными и автоматизированными. Зачастую смотря на роботы, видя ценник, который отталкивает от покупки данного прибора. Дома можно собрать не только пылесос, но и любую прочую технику. В данном обзоре рассмотрим как можно дома самостоятельно собрать робот.

Как можно самостоятельно изготовить домашнего робота уборщика полов

Для сбора автоматизированного прибора самостоятельно следует задуматься какими особенностями он должен обладать: Для того, чтобы сделать робот, который ничем не будет отличаться от промышленной модели. Процесс программирования производится через ПК, следует загрузить код на плату. Существует большое множество различных планов роботизированной модели. Схема робота пылесоса:

Примечание

Можно ли собрать пылесос самостоятельно? Да можно, но для этого надо обладать довольно навыками программирования и понятия электричества. При сборке пользователи сталкиваются с некоторыми проблемами. Но стоит помнить, что от качества используемых деталей будет зависеть время его работы, мощность и т.д.

Робот своими руками обойдется намного дешевле промышленной модели, купленной у производителя. В нынешнее время можно подобрать модель, которая будет вам по карману.

Робот пылесос своими руками

Уборка дело хлопотное и иногда может занять очень много времени, но каждому хочется, чтобы его квартира или дом, был чистым ухоженным и опрятным. Часто бывают ситуации, когда только приберёшь во всех комнатах, пропылесосишь, положишь всё на свои места, но потом через пару часов на полу появляются первые крошки, пыль и прочий мусор, и не всегда хочется повторять эту процедуру по новой. Именно для таких случаем миру был представлен робот пылесос.

Робот, полностью в автоматическом режиме, прекрасно справляется с небольшим мусором, который так часто надоедает. Однако стоимость устройства иногда бывает оскорбительно большая, но это совсем не проблема, робот пылесос своими руками, отлично справляет с поставленными задачами.

Основные требования при создании

  • Созданный пылесос должен быть цилиндрической формы, и не очень высоким (ему необходимо попадать под тумбочки, столы, прочее).
  • Диаметр колес выбирать с учетом возможности саморазворота.
  • Колесо ответственное за «подруливание» обходится без мотора.
  • Контактный бампер очень важная составляющая, без него не обойтись, также необходимо учитывать, что он должен занимать не менее половины периметра всего робота.
  • У робота, идеального сцепления можно достичь если центр тяжести буде совпадать с колёсами.
  • Максимальная практичность мусоросборника, он должен вынимать одним движением.

Основные алгоритмы движения:

Робот пылесос своими руками будет выполнять свою работу на отлично, только с правильным алгоритмом движения. Основных алгоритмов (те, которые показали максимальное КПД) всего два: движение по спирали, увеличивающей из центра комнаты до её краёв, либо зигзагообразные движения из одной стороны комнаты в другую.

Идеальная траектория этих движения построена в идеальных условиях, не учитывая препятствия. Следовательно, что для каждого помещения следует выбирать один из дух представленных вариантов движения.

Робот пылесос своими руками — качество уборки

Робот сделанный собственными руками, конечно, не сравнится с полноценным пылесосом по качеству уборки, однако, такое устройство прекрасно справляется с мелким и надоедливым мусором, особенно если дополнительно оборудовать пылесос щетками и специальными насадками, которые смогу всасывать грязь из углов и других труднодоступных мест.

Мощность такого агрегата

Робот настраивается самостоятельно, скорость и мощность двигателя зависит от вас. Оптимальная скорость такого агрегата находится в пределах 25-30 см/сек, она не слишком высокая, но и не медленная для сбора мусора и батареи хватает на большую площадь работы.

Для работы лучше всего использовать шаговые двигатели, они не будут «забирать» лишнюю мощность у двигателей и заряд у батареи, с такими двигателями передача вращательного момента может быть прямая или через специальные ремни.

Датчики

Любой робот пылесос оборудован разными датчиками, также не отходит от этих догм. На таком устройстве обязательно должен быть инфракрасный датчик, он не даст роботу поцарапать стены или упасть с лестницы, даже если они по какой-то причине не сработают, то всегда есть датчики на бампере, останавливающие устройство за несколько сантиметров от преграды. Далее датчики прекращения работы, устанавливаются они на колёса, так при подъёме робот от отключится автоматически. Более сложных моделях можно использовать датчики возврата на базу, для подзарядки батареи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector