Робот "Крышечник"
Пластик можно встретить повсюду, даже в лесах и уникальных экосистемах. Последнее место жительства крайне нежелательно, поскольку пластик разлагается медленно, выбрасывая в окружающую среду ядовитые компоненты, которые губительно сказываются на экологической ситуации. Но человечество учится перерабатывать отходы.
Обычная крышка от ПЭТ-бутылки может использоваться повторно, тем самым помогая не только экологии в целом, но и отдельным людям. Сортировка крышек и по сей день остается делом рук человеческих. Но для того чтобы разобрать по цветам тонны крышек необходимо много времени и рабочих рук. Одним из решений этой проблемы может послужить автоматическая сортировка. В ходе сбора информации было выяснено, что для применения промышленных роботов в задачах сортировки и отбраковки продукции используется система технического зрения, позволяющая роботу различать объекты между собой, определять их местоположение в пространстве и работать с движущимися объектами выполняя эти действия быстро и безошибочно. Что позволяет заменить человека на монотонных и тяжелых работах.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Робот "Крышечник" предназнаячен для сортировки пластиковых крышек по цветам. | 2.99 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Цель проекта: создать робота способного осуществлять сортировку крышек по цветам. Задачи проекта: Найти информацию о различных способах сортировки пластиковых отходов; Оценить возможность роботизации сортировки крышек; Создать модель робота, способного частично заменить человека.
Способы сортировки и переработки пластиковых отходов Маркировка видов пластика
Этапы переработки пластиковых крышек Сбор сырья; Сортировка; Очистка; Дробление; Гранулирование.
Практическая работа. Создание модели робота, способного частично заменить человека при сортировке пластиковых крышек Этапы практической работы : Определение технических требований робота; Исследование принципа действия и технические характеристики контроллера; Исследование внутреннего устройства и принципа работы сервомотора; Исследование принципа работы датчика цвета; Разработка прототипа робота; Изготовление модели робота с электронным управлением; Программирование робота .
Определение технических требований робота Робот должен выполнять следующие функции: Автономно сортировать объекты разных цветов; Различать объекты по цветам; Распределять объекты по контейнерам; Осуществлять бесперебойную подачу объектов для сортировки; Сортировать большое количество объектов.
Принцип действия и технические характеристики контроллера
Основные характеристики программируемого контроллера Параметр Описание Процессор Основной процессор: 32-разрядный Atmel ARM7 AT91SAM7S256, частота 48 МГц,. Сопроцессор: 8-разрядный Atmel AVR ATmega48, частота 8 МГц Память 256 Кб ППЗУ ( Flash -память), 64 Кб ОЗУ основного процессора, и 4 Кб ППЗУ ( Flash -память), 512 байт ОЗУ сопроцессора Входы 4 входа, 6 контактов на порт, поддержка аналоговых и цифровых интерфейсов. Скорость цифровых интерфейсов 9600 бит/с. 1 высокоскоростной порт (порт 4) с поддержкой промышленных сетей (стандарт IEC 61158 Type 4) Выходы 4 выхода , 6 контактов на порт Дисплей Графический жидкокристаллический дисплей (LCD), разрешение 100 x 64 точек, черно-белый. При выводе текста используются символы 8 точек высотой, 8 строк Звук Встроенный динамик, разрешение 8-бит, частотный диапазон 2-16 КГц Кнопки 4 кнопки (без подcветки и подписей) Связь USB 2.0 Full speed , разъём типа USB-B, скорость до 12 Мбит/с. Беспроводной Bluetooth -модуль BlueCore 4 v2.0 Питание 6 элементов питания типоразмера АА или литий-ионный аккумулятор «LEGO» напряжением 7,4 В и емкостью 2200 мАч Размеры 14 М х 9 М х 5 М
Внутреннее устройство и принцип работы сервомотора Вал мотора, шестерня и датчик оборотов вращения Оптическая пара светодиод-фототранзистор
Принцип работы датчика цвета
Разработка прототипа робота
Конструкция робота Сегмент А Сегмент В
Блок В2- В4 Блок В1 Блок В5
Управление роботом и техническое зрение Контроллер №1 обеспечивает подачу крышек на конвеерную ленту; Контроллер №2 обеспечивает движение конвеерной ленты и сортировку синих и зелёных крышек; Контроллер №3 обеспечивает сортировку желтых и красных крышек.
Программирование робота Контроллер №3 Контроллер №2 Контроллер №1
Выводы: Исследовав технические характеристики и принцип работы контроллера, сервомотора и датчика цвета нам удалось создать робота способного осуществлять сортировку крышек по цветам и частично заменить человека. Таким образом, цель проекта достигнута. Подтверждена гипотеза: « Если мы создадим робота, оснащенного датчиком цвета, то сможем автоматизировать сортировку крышек по цветам».
Экономическое обоснование Техническая производительность ручной и автоматизированной сортировок В зависимости от емкости бутылки преформы могут различаться по весу. Соотношение между весом преформы и емкостью получаемой бутылки
№ п/п Наименование основных покзателей , ресурсов, факторов Значения основных показателей, ресурсов, факторов Усл. обозн. Подсистема № 1 F1 1 Полезное время использования, час./ сут 8 я 2 Численность компонентов ед. 1 n 3 Затраты на содержание средние по региону в данной отрасли у.е / мес. 46524 Зср 4 Производительность, кг/час 2,1 П1 5 Усредненное количество рабочих часов в мес. 164,9 Ям 6 Усредненное количество рабочих часов в год. 1979 Яг 7 Усредненные затраты на рабочее место руб./час 282,1 Зрм Подсистема № 2 F2 8 Усредненный вес бутылки с крышкой г./ % 35,16/100 Рбк 9 Усредненный вес бутылки г./ % 33,5/95,3 Рб 10 Усредненный вес крышки г. /% 1,66/4,7 Рк Подсистема № 3 F3 11 Рыночная цена комплекта (набора) у.е. 109600 Ц 12 Полезное время использования, час. Не ограничено t∞ 13 Паспортный срок эксплуатации 5 лет Т1 14 Производительность, кг/час 0,66 П3 15 Производительность, шт./час 400 П ” 3 16 Усредненное количество рабочих часов в мес. Не ограничено Ям ∞ Постоянные показатели 17 Количество дней в 2020 г 366 N г 18 Количество часов в сутках 24 N с Другие показатели 19 Коэффициент экономической эффективности 0 ≤ К ≤ 0 ‹ К 20 Экономический эффект 0˃0 Э
ПОСТРОЕНИЕ ЭКОНОМИКО - МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Заключение Использование робота для сортировки пластиковых крышек приводит к сохранению окружающей среды, позволяет рационально использовать природные ресурсы. Разработка и создание робота-сортировщика пластиковых крышек – актуальная проблема в настоящее время. «Робот - крышечник » является передовой и перспективной техникой будущего, не имеющей аналогов. Использование робота для сортировки пластиковых крышек позволяет облегчить или вовсе заменить человеческий труд на производстве по переработке пластиковых отходов.
Благодарим за внимание
О путнике
Почему Уран и Нептун разного цвета
Ручей и камень
Кактусы из сада камней
Сказка "Морозко"