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
Рисуем тыкву
Дерево в снегу
Астрономический календарь. Февраль, 2019
Марши для детей в классической музыке
Самый богатый воробей на свете