RufRobot45 : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

RufRobot45 a été conçu pour appliquer du silicone/calfeutrage sur un toit incliné à 45° difficile d'accès

Motivation

L'eau de pluie s'échappant d'un mur fissuré de notre maison a causé des dommages à la peinture et au mur, qui s'aggravent après de fortes pluies. Après une enquête, j'ai pu voir un écart de 1 à 1,5 cm (environ ½ pouce) pour la longueur d'une section du toit de 3M/9,8 pieds. Cet espace acheminait l'eau de pluie du toit à 45° (toit en pente 12/12) sur un panneau latéral et vers le bas à travers le mur fissuré. Voir l'image 1 ci-dessous.

J'ai appelé quelques couvreurs/experts en fuite, pour obtenir leurs conseils et évaluer le coût. Le coût global pour réparer/arrêter la fuite serait d'un minimum de 1200 $. Les devis comprenaient les frais de gréement des cordes, les ancrages de sécurité et l'assurance pour couvrir le couvreur pendant qu'il inspectait et réparait la fuite sur le toit raide à 45 ° difficile d'accès..

Le coût estimé de 1200 $ pour quelque chose d'aussi simple que l'application de silicone / calfeutrage d'un tube de 20 $, c'était trop élevé, mais lorsque vous êtes désespéré, vous payez le montant pour arrêter les dommages en cours.

Avant d'accepter l'un des devis, j'ai décidé d'utiliser mon temps libre pendant le verrouillage de Covid 19 pour tenter une réparation.

Robot d'inspection

Pour l'inspection risquée, un réservoir RC attaché à l'attache s'est porté volontaire pour aller sur le toit escarpé. Le char RC (Image 2) est un prototype pour la conception finale. Construit à partir de vieilles pièces robotiques Vex (image 3) que je traînais. Moteurs Vex 393, chenilles de réservoir, contrôleur RC et tubes en PVC pour le châssis afin d'inspecter le toit.

Bien que ce Instructable ne concerne pas le robot d'inspection, j'ai inclus une image pour ceux qui sont intéressés. À travers les images de la GoPro, un long espace est visible où l'eau pourrait s'écouler vers la paroi latérale. voir image 1.

Processus de conception de pistolet à calfeutrer automatisé

Ce processus de conception peut être appliqué au silicone, à la colle ou à un autre type d'application de calfeutrage appliqué à travers un tube et une buse. Ensuite, vous avez besoin d'un pistolet à calfeutrer, d'un simple cadre métallique pour maintenir le tube et d'un piston, d'un ressort pour appliquer une pression, d'un cadre autour du tube, puis maintenez le pistolet à calfeutrer et positionnez la buse du tube contre l'espace.

Placer la buse vers le haut, vers le bas, vers la droite, vers l'avant vers l'arrière (axe X, Y, Z) pour suivre le contour et l'angle de la fente. Sachant tout cela, il est plus facile de décider ce qu'un robot de calfeutrage devrait faire. Le processus était itératif, après de nombreux essais, essais et erreurs, j'ai pu couvrir complètement l'écart et arrêter la fuite.

Pour mieux illustrer un processus de conception que d'autres peuvent reproduire, j'ai modélisé, animé et rendu les images du robot avec Blender 3D. Un rendu plus rapide était possible en choisissant Nvidia Cuda et un GPU 1080TI au lieu du CPU sur mon ancien système. Voici les étapes de la construction du robot.

Fournitures:

Pièces Vex pour l'étape 1

• 1x rail 2x1x25 1x rail linéaire de 12" de long (pour plongeur).
• 1 x rail extérieur Slider linéaire
• 4 x sections de crémaillère
• 2 x gousset d'angle
• 1 x moteur Vex 393 2 fils et 1 x contrôleur de moteur 29
• 1 engrenage haute résistance à 60 dents (diamètre de 2,58 pouces)
• 1 x engrenage métallique à 12 dents 3 x collier d'arbre
• 1 x support de boîte de vitesses à crémaillère
• 2 x arbre haute résistance de 2 pouces
• 3 x roulement plat (coupez l'un d'eux en 3 morceaux et utilisez-les comme entretoises)
• 2 x Plus Gusset 3 x entretoises en nylon de 0,5 pouce
• 1 espaceur en nylon de 0,375 pouce, pièces non Vex
• Collier de serrage de 2 x 4 pouces (pour maintenir le tube en place).

Pièces Vex pour l'étape 2

• 2 x Angle 2x2x15
• 1 x moteur Vex 393 2 fils et 1 x contrôleur de moteur 29
• 1 x support de vis sans fin 4 trous
• 1 engrenage en métal à 12 dents
• 1 engrenage à 36 dents
• 2 x arbre haute résistance de 2 pouces
• 2 x collier d'arbre
• 1 rail de glissière linéaire de 12" de long
• 3 x sections de crémaillère
• 1 x camion intérieur Linear Sider
• 2 x roulement plat

Pièces Vex pour l'étape 3

• 1 x plaque d'acier
• 5x15 (coupé avec une cisaille à métaux ou une scie à métaux à 3,5 x 2,5 pouces) Ce sera la base pour l'assemblage du tube en silicone.
• 1 x moteur Vex 393 2 fils et 1 x contrôleur de moteur 29
• 1 engrenage haute résistance à 60 dents (diamètre de 2,58 pouces)
• 1 engrenage en métal à 12 dents
• 4 x collier d'arbre
• 1 x WormBracket 4 trous
• 2 x arbre haute résistance de 2 pouces
• 4 x roulement plat
• 2 x 2 pouces entretoise
• 1 x gousset d'angle
• Entretoises en nylon de 1 x 0,5 pouce

Pièces Vex pour l'étape 4

• 1 x moteur Vex 393 -2 fils et
• 1 x contrôleur de moteur 29
• 1 engrenage haute résistance à 60 dents (diamètre de 2,58 pouces) Les images rendues montrent un engrenage à 36 dents pour l'étape 4, après quelques tests, il a été remplacé par un engrenage à 60 dents pour fournir plus de couple nécessaire pour augmenter le poids du mécanisme du tube en silicium l'inclinaison de 45˚.
• 1 engrenage en métal à 12 dents
• 4 x collier d'arbre
• 1 x support de boîte de vitesses à crémaillère
• 2 x arbre haute résistance de 2 pouces
• 3 x roulement plat (coupez l'un d'eux en 3 morceaux et utilisez-les comme entretoises)
• 2 x plus gousset
• Entretoises en nylon de 7 x 0,5 pouces
• 2 x trou d'angle 2x2x25
• Entretoises 4 x 1 pouce
• 1x 17,5" Long Glissière Linéaire
• 2 x rail extérieur Slider linéaire
• 5 x sections de crémaillère
• 1 x canal en C en acier
• 2x1x35 ou en acier C-Channel
• 1x5x1x25 (dépend de la longueur de la piste). Ce C-Channel est fixé sur le côté du bord de la piste plus près du tube de silicium. Il supporte le poids du mécanisme du tube. Sinon, le rail s'inclinera hors du curseur linéaire en plastique.

Pièces Vex pour l'étape 5

• 2 x moteur Vex 393 2 fils et 1 x contrôleur de moteur 29
• 2 x 3" arbre haute résistance
• 6 x roulement plat
• 2 x rail 2 x 1 x 16
• 2 x rail 2 x 1 x 25
• 8 x collier d'arbre
• 1 x kit de bande de roulement de réservoir
• 4 x 1 pouces entretoises
• 1 x contrôleur Vex Pic

J'ai utilisé le support de batterie Vex AA 6 pour le contrôleur PIC qui a fourni suffisamment de tension et de courant pendant le processus de construction, cependant, j'ai constaté que le bloc-piles AA ne pouvait pas fournir le courant pour alimenter 6 x moteurs 393, en particulier lorsque le couple est requis pour forcer le piston dans le tube en silicone. Pour fournir une alimentation appropriée, j'ai connecté deux batteries NCR 18650GA (3500 mAh chacune) en série pour fournir ~ 8 volts, avec 2 batteries supplémentaires câblées en parallèle pour un courant accru. Avec cette configuration de batterie, j'ai beaucoup de courant pour faire fonctionner le robot couvrant 3 m de calfeutrage. J'ai également utilisé un support de batterie 18650 4 x comme indiqué dans l'image 14.

Étape 1: Motoriser le processus de calfeutrage

La première étape pour confirmer les pièces vex serait suffisante pour reproduire la fonction d'un pistolet à calfeutrer sans utiliser l'existant

pistolet à calfeutrer qui serait plus lourd et plus compliqué à automatiser. La conception comprend un kit de mouvement linéaire vex, un moteur 393 et diverses pièces pour construire une sorte d'actionneur qui pourrait pousser le silicium à distance avec le contrôleur RC. J'ai utilisé l'engrenage à 36 dents haute résistance pour ajouter plus de couple nécessaire pour pousser le piston dans le tube en silicone avec plus de force. L'image de la conception est ci-dessous et les pièces vex utilisées sont répertoriées ci-dessous.

Étape 2: Construire une mécanique avant-arrière

Maintenant que le mécanisme du piston fonctionne, nous pouvons ajouter le mécanisme pour contrôler la position du tube en silicone avec le piston vers l'avant et vers l'arrière, cela aidera à compenser le mouvement limité du robot réservoir sur le toit escarpé.

Étape 3: Assemblage vers le haut ou vers le bas

Dans cette étape, nous construisons le mécanisme pour déplacer la plate-forme du piston de haut en bas qui comprend maintenant le poids du tube en silicium, deux moteurs vex deux kits de mouvement linéaire un pour le piston l'autre pour le mouvement avant, arrière et d'autres pièces associées essentiellement des composants à l'étape 1 et à l'étape 2.

Étape 4: Mécanique Bu gauche et droite

Le robot du réservoir couvre 3 m / 9,8 pieds sur le toit en pente, déplaçant le tube de silicium vers le bas pour injecter le silicium vers le haut pour gratter le silicium. Les bandes de roulement du réservoir en plastique n'ont pas de traction limitée sur l'inclinaison de 45˚, elles offrent suffisamment de contrôle pour positionner le réservoir légèrement à gauche ou à droite. Le déplacement du réservoir de haut en bas du toit est possible grâce à une attache rétractable (une laisse de chien verrouillable).

Une fois le réservoir mis en place, le mécanisme du tube en silicone peut glisser sur un rail de 30 cm/12 pouces intégré au réservoir. Cela signifie que le robot peut couvrir 30 cm de calfeutrage à la fois avant de déplacer le réservoir via l'attache pour calfeutrer une nouvelle zone et ainsi de suite.

Étape 5: Construire la base du réservoir avec l'électronique du contrôleur

J'ai utilisé une base de réservoir parce que sur roues car elle offrait une plate-forme stable avec une possibilité de traction, tandis que les bandes de roulement en plastique ont une mauvaise traction, c'est suffisant pour la conception actuelle. Pièces pour

Étape 6: Étape 6: Fixez et connectez la plate-forme tubulaire à la base du réservoir

La plate-forme du tube est ensuite fixée au bord du réservoir, la position du bord offre le meilleur dégagement par rapport aux pistes du réservoir et l'accessibilité pour le tube en silicium. l'ajout de ballast ou de tout objet métallique lourd du côté opposé à la plate-forme du tube fournira le contrepoids pour maintenir les deux chenilles du réservoir fermement à la terre.

Étape 7: Connectez les moteurs au contrôleur PIC, réglez le contrôleur RC avec précision

Dans l'image 14, les 6 moteurs sont connectés aux ports IO du contrôleur Pic dans le conteneur Lock&Lock. Chaque port IO est mappé à un canal dans l'émetteur. Pour les moteurs qui nécessitent un contrôle plus fin comme le moteur à glissière horizontale comme à l'étape 4 et les moteurs de bande de roulement de réservoir gauche droite.

Une GoPro est fixée et positionnée sur l'ensemble tube pointant vers la buse. La caméra est là principalement pour enregistrer le processus et pour fournir un point de vue à mon iPhone, même si j'ai fini par ne pas utiliser la capacité POV, il était plus facile de m'asseoir physiquement au bord du toit pour que je puisse voir et contrôler ce que le robot faisait.

Ce projet peut être répliqué à l'aide d'Adruino ou d'un autre microcontrôleur, et d'une télécommande WIFI ou radio appropriée. La mécanique et les pièces Vex sont excellentes et faciles à prototyper, les nouveaux moteurs et systèmes de contrôle de la gamme Vex V5 ont des améliorations majeures, une autre alternative est ServoCity.com, ils proposent une gamme de moteurs, de rails, de supports, etc. tout ce dont vous avez besoin pour construire la mécanique.

Ensuite, une conception plus propre et plus rationalisée avec des capteurs et la possibilité pour un assemblage de tubes de fournir du silicium sur un mur élevé. De vraies images du robot ci-dessus, je mettrai en ligne des vidéos sous peu.