Автомат эм тараагч: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэ бол эм тарианы робот бөгөөд өвчтөнд эмийн эмийн хэмжээ, төрлийг зөв өгөх боломжтой юм. Эмийн тунг автоматаар өдрийн зөв цагт, сэрүүлгийн өмнө хийдэг. Хоосон үед машиныг хэрэглэгч хялбархан дүүргэдэг. Тараах, цэнэглэх механизмыг роботтой Bluetooth -ээр холбогдсон аппликейшн болон хоёр товчлуураар удирддаг.

Bruface Mechatronics төслийн бүлэг 2

Багийн гишүүд: Федерико Геззи

Андреа Молино

Жулиа Иэтро

Мохаммад Факих

Мухамад Лаккис

Алхам 1: Худалдааны жагсаалт

• Adafruit Motor Shield v2.3 (угсрах хэрэгсэл) - Arduino -д зориулсан мотор/Stepper/Servo Shield
• Kwmobile чийгшлийн температур мэдрэгч
• AZDelivery Carte for Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• AZDelivery Real Time Clock, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj of 48 DC 5 V 4 Arduino -д зориулсан ULN2003 модуль бүхий 5 de Micro Step -ийн үе шат.
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield for Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 тэмдэгт + интерфейс I2C
• OfficeTree® 20 Mini соронз OfficeTree® 20 6x2 мм
• Босоо амны холбогч POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 зүү 30 см -ийн эрэгтэй, эмэгтэй холбогч утас
• Гагнуургүй талхны самбар - 830 цооног
• USB 2.0 A - B M/M 1.80M
• Arduino -д зориулсан Pir Motion Sensor
• AWG Breadboard Jumper утаснуудын багц
• R18-25b түлхэх түлхүүр 1p унтраалттай- (асаалттай)
• L-793id LED 8мм улаан сарнисан 20мкд
• L-793gd LED 8мм ногоон сарнисан 20мкд
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• Мэдрэгч унтраалга 6х6 мм
• 70x40 мм хэмжээтэй 2 ширхэг
• 64 мм хэмжээтэй хийцтэй хуванцар
• хөнгөн цагаан 12 мм
• хэт ягаан туяа 3 гр
• 50 ширхэг 2х35 хэмжээтэй
• LCD rgb арын гэрэл
• 6.6 мм -ийн босоо амны 2 бөмбөг холхивч
• Лазер огтлох зориулалттай 2 ширхэг бүтэн mdf хуудас
• Лазер хайчлах зориулалттай 1 ширхэг plexiglass
• 1 потенциометр
• Ардуино нэгдээрэй

Алхам 2: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох техникийн зөвлөмж

Тараах, дүүргэх механизмууд нь эм агуулсан дугуйны маш нарийн нарийвчлал, бага хөдөлгөөн шаарддаг. Энэ шалтгааны улмаас бид хоёр шатлалт мотор ашиглахаар шийдсэн.

Stepper Motors нь тогтвортой, олон төрлийн үрэлтийн болон инерцийн ачааллыг жолоодож чаддаг, санал хүсэлт өгөх шаардлагагүй. Мотор нь мөн байрлалыг хэмжигч юм: байрлал, хурдны мэдрэгч шаардлагагүй. Нэмж дурдахад тэд маш сайн давтагдах чадвартай бөгөөд яг ижил байршилд буцаж ирдэг.

Мотор бамбай нь хоёр шатлалт моторыг жолооддог. Энэ нь моторын чиглэл ба хурдыг хянах боломжийг олгодог 4 H-Bridge агуулдаг. Мотор бамбай ашиглан бид үнэгүй тээглүүрийн тоог нэмэгдүүлдэг.

Бэлдмэлийг үргэлж сайн нөхцөлд байлгахын тулд чийгшил ба температур мэдрэгч нь диспенсер доторх температур, чийгшлийг хэмждэг.

Эмчилгээ хийлгэх цаг нь болсон гэдгийг хэрэглэгчдэд мэдэгдэхийн тулд бид дуут дохиолол, бодит цагийн цагтай дохиолол хийсэн. RTC модуль нь батерейгаар ажилладаг бөгөөд микроконтроллерийг дахин програмчлах эсвэл үндсэн хүчийг салгасан ч гэсэн цагийг хянах боломжтой.

Хоёр товчлуур ба RGB шингэн болор дэлгэц нь диспенсертэй харилцах боломжийг хэрэглэгчдэд олгодог. Хэрэглэгч мөн ухаалаг гар утсанд зориулсан апп -аар дамжуулан эмчилгээ, хуваарилах хугацааг тохируулах боломжтой. Тэрээр хувийн төхөөрөмжөө Bluetooth холболтоор холбох боломжтой (Bluetooth модуль нь Arduino -д холбогдсон).

PIR мэдрэгч нь хэрэглэгч эмээ ууж, диспенсерийн зөв ажлын талаар санал өгөх тохиолдолд хөдөлгөөнийг илрүүлдэг. Мэдрэмж сайтай, илрүүлэх өргөн цар хүрээтэй тул ашиггүй хэмжилтээс зайлсхийхийн тулд зарим чиглэлд зориудаар саад учруулдаг.

Алхам 3: Үйлдвэрлэлийн хэсэг

Дараахь хэсэгт 3D принтер эсвэл лазер зүсэгчээр үйлдвэрлэсэн хэсгүүдийн дэлгэрэнгүй жагсаалтыг өгсөн болно. Бүх хэмжээс, геометрийн талыг бат бөх холболттой бүх хэсгүүдийг хооронд нь зөв зохицуулахын тулд сайн загвартай болгохын тулд сонгосон болно.

Гэсэн хэдий ч хэмжээ, геометрийн талыг өөр өөр зорилгоор өөрчилж болно. Дараагийн хэсгүүдэд энд жагсаасан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн CAD -ийг олох боломжтой.

Тодруулбал, төслийн анхны санаа бол хамгийн их хэмжээ, хамгийн олон төрлийн эм тараах зорилгоор илүү олон дугуйтай эм тараагч бүтээх явдал байв. Хичээлийн хамрах хүрээний хувьд бид зөвхөн 2 -т нь анхаарлаа хандуулсан боловч дизайнд бага зэрэг өөрчлөлт оруулснаар илүү олон дугуй нэмж, зорилгодоо хүрч чадна. Тийм ч учраас бид танд таалагдсан тохиолдолд та хүссэнээрээ өөрчилж, ямар ч хувийн амтанд нийцүүлэн өөрчилж болно.

Энд хаалт хоорондын зузаантай 3d хэвлэсэн болон лазер хайчлах бүх хэсгүүдийн жагсаалтыг энд оруулав.

• арын хавтан (mdf 4 мм) x1
• суурь хавтан (mdf 4 мм) x1
• урд талын хавтан (mdf 4 мм) x1
• хажуугийн хавтан_нүх байхгүй (mdf 4 мм) x1
• хажуугийн хавтангийн нүх (mdf 4 мм) x1
• arduino хавтан (mdf 4 мм) x1
• босоо бэхэлгээний хавтан (mdf 4 мм) x1
• холбогч хавтан (mdf 4 мм) x1
• дугуйны тагны хавтан (mdf 4 мм) x2
• дугуйны хавтан (mdf 4 мм) x2
• дээд хавтан (plexiglass 4 мм) x1
• нээлтийн хавтан (mdf 4 мм) x1
• холхивч эзэмшигч (3d хэвлэсэн) x2
• таг дугуй (3d хэвлэсэн) x2
• юүлүүр (3d хэвлэсэн) x1
• юүлүүр хөл (3d хэвлэсэн) x2
• PIR эзэмшигч (3d хэвлэсэн) x1
• дугуйны тагны залгуур (3d хэвлэсэн) x2
• дугуй (3d хэвлэсэн) x2

Алхам 4: Лазер огтлох техникийн зураг

Цавуу хэрэглэхээс зайлсхийхийн тулд хайрцгийн угсралт нь загвар юм. Энэ нь илүү цэвэр ажил хийх боломжийг олгодог бөгөөд хэрэв шаардлагатай бол зарим асуудлыг засахын тулд задалж болно.

Ялангуяа угсрах ажлыг боолт, самар ашиглан гүйцэтгэдэг. Зөв геометрийн нүхэнд нэг талаас боолт, нөгөө талаас самар нь бүх mdf ялтсуудын хооронд хүчтэй холбоо тогтоохын тулд төгс тохирдог. Ялангуяа төрөл бүрийн хавтангийн талаар:

• Хажуугийн хавтан нь кабелийг дамжуулж, Arduino болон компьютер хоёрын хооронд холболт хийх нүхтэй.
• Урд талын хавтан нь 2 нүхтэй. Хамгийн бага нь тухайн хүн эм тарьсан шилээ авах ёстой үед ашиглах зориулалттай. Нөгөөг нь дүүргэх цаг болсон үед ашигладаг. Ийм нөхцөлд дугуйны тагны нүхийг доороос нь хаах боломжтой залгуур байдаг (загварыг дараа нь үзнэ үү). Энэхүү тагны байрлалыг энэ хоёр дахь нүхийг ашиглан гүйцэтгэдэг. Залгуурыг байрлуулсны дараа товчлуурууд эсвэл апп ашиглан хүн дугуйг нэг хэсгийг нэг удаа эргүүлж, хэсэг бүрт эм байрлуулж болно.
• Дугуй ба тагийг байрлуулсан төмөр замыг босоо байдлаар бэхлэхийн тулд бэхэлгээний хавтанг илүү найдвартай, хатуу бүтэцтэй болгохын тулд байрлуулсан болно.
• Нээлтийн хавтан нь хэрэглэгчийн дахин цэнэглэх механизмыг хөнгөвчлөх үүднээс энэ үгийн дагуу бүтээгдсэн болно
• Дээд хавтанг зурган дээрээс харж болно, дотор нь юу болж байгааг харах боломжийг гаднаас нь харахын тулд plexiglass -ээр хийсэн.

Бусад бүх ялтсууд нь тусгай зориулалтгүй бөгөөд бүх эд ангиудыг хооронд нь төгс зохицуулах зорилгоор бүтээсэн бөгөөд зарим эд ангиуд нь өөр электрон хэмжигдэхүүн (Arduino, мотор гэх мэт) нэвтрүүлэхийн тулд өөр өөр хэмжээ, геометрийн нүхийг гаргаж чаддаг. 3d хэвлэсэн зүйлийг (юүлүүр ба PIR эзэмшигч гэх мэт) зохих ёсоор холбох.

Алхам 5: Алхам 5: Лазер хайчлах хэсгүүдэд зориулсан CAD

Алхам 6: 3d хэвлэх техникийн зураг

3d хэвлэсэн хэсгийг Их сургуулийн Fablab лабораторид байдаг Ultimakers 2 ба Prusa iMK принтер ашиглан хийдэг. Тэд хоёулаа PLA (бидний хэвлэсэн бүх хэсгүүдэд ашигладаг) ижил материалыг ашигладаг бөгөөд цорго ижил хэмжээтэй байдаг. Ялангуяа нимгэн судалтай Пруса -ийн ажил нь зөөврийн хавтан (цавуу хэрэглэх шаардлагагүй) болон суурь хавтангийн тэгш бус гадаргууг нөхдөг мэдрэгчийн ачаар хэрэглэгчид илүү ээлтэй байдаг.

Илүү хатуу босоо амтай байхын тулд дүүргэгч материалын нягтыг 80% ашигладаг дугуйг эс тооцвол 3d хэвлэсэн бүх эд ангиудыг стандарт тохиргооноос гаргадаг. Ялангуяа эхний оролдлогод дүүргэгч материалын нягтрал 20% -ийг алдааг анзааралгүйгээр стандарт тохиргоо болгон үлдээсэн. Хэвлэлийн төгсгөлд дугуй нь маш сайн хийгдсэн боловч босоо ам тэр даруй эвдэрчээ. Дугуйг дахин хэвлэхгүйн тулд маш их цаг хугацаа шаардагдах тул бид илүү ухаалаг шийдэлд хүрэхээр шийдсэн юм. Бид босоо амыг суурин дээр дахин 4 цооногоор бэхлэхээр дахин хэвлэхээр шийдсэн бөгөөд энэ нь зураг дээр харагдаж байна.

Энд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн тодорхой тайлбарыг дагаж мөрдөх болно.

• Холхивч эзэмшигч: энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь холхивчийг зохих байрлалд барьж, дэмжих зорилгоор хийгдсэн болно. Холхивч эзэмшигч нь маш нарийн холболттой байхын тулд холхивчийн диаметрийн яг хэмжээ бүхий төвтэй нүхээр хийгддэг. 2 далавч нь уг бүрэлдэхүүн хэсгийг хавтан дээр зөв бэхлэх зорилготой юм. Дугуйны босоо амыг бэхлэхийн тулд холхивч нь гулзайлгах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
• Дугуй: 3d хэвлэсэн нь манай төслийн бараг цөмийг төлөөлдөг. Энэ нь аль болох том хэмжээтэй байхаар зохион бүтээгдсэн бөгөөд эмийг хамгийн их хэмжээгээр хадгалах боломжтой боловч нэгэн зэрэг хөнгөн хэвээр байгаа бөгөөд мотор жолоодоход хялбар болно. Энэ нь эм гацахгүйн тулд эргэн тойрон гөлгөр ирмэгээр хийгдсэн байдаг. Энэ нь эмийг хуваарилах боломжтой 14 хэсэгтэй. Дугуйг аль болох хөнгөн байлгахын тулд төв хэсэг, түүнчлэн хэсэг бүрийн хоорондох хилийг хоослов. Дараа нь 6.4 мм диаметртэй, 30 мм урттай босоо ам байдаг бөгөөд энэ нь нөгөө талын холхивчонд бүрэн нийцдэг. Эцэст нь мотортой хүчтэй холболтыг нэг талд нь дугуйгаар холбосон 4 цооногоор зурган дээр, нөгөө талд нь stepper мотороор холбосон босоо амны холбогч бий болгодог.
• Дугуйны таг: Дугуйны таг нь дугуйны доод хэсэгт байрлах онгойлгосон хэсэгт хүрэхгүй бол дугуйнаас нэг удаа эм гарч чадахгүй. Нэмж дурдахад малгай нь дугуйг гадны орчноос хамгаалж, зохих ёсоор хадгалах боломжийг олгодог. Түүний диаметр нь дугуйнаас арай том бөгөөд 2 гол нүхтэй. Доод талд байгаа эм нь эмийг суллах зориулалттай бөгөөд дээд хэсэгт байгаа эмийг өмнө нь нарийвчлан тайлбарласан дүүргэлтийн механизмд ашигладаг. Төвийн гол нүх нь дугуйны босоо амыг нэвтрүүлэх зориулалттай бөгөөд үлдсэн 6 цооногийг хавтан ба холхивчтой холбоход ашигладаг. Нэмж хэлэхэд, доод талд 2 жижиг соронз байрлуулсан 2 нүх байна. Үүний дараа дэлгэрэнгүй тайлбарласнаар эдгээр нь залгууртай хүчтэй холболттой байх болно.
• Юүлүүр: Юүлэх санаа нь тодорхой таамаглаж байгаа шиг дугуйнаас унасан эмийг цуглуулж, ёроолын шилэн дотор цуглуулах явдал юм. Ялангуяа хэвлэхийн тулд үүнийг 2 өөр үе шатанд хуваасан. Юүлүүрийн их бие, дараа нь 2 фут хөлөөрөө хэвлэсэн, эс тэгвээс хэвлэх нь хэт их дэмжлэгийг илтгэнэ. Эцсийн угсралтын хувьд 2 хэсгийг хооронд нь наасан байх ёстой.
• PIR эзэмшигч: түүний үүрэг бол PIR -ийг зохих байрлалд барих явдал юм. Энэ нь хананд дөрвөлжин нүхтэй бөгөөд кабелийг дамжуулж, 2 гар нь PIR -ийг байнгын холболтгүйгээр барих боломжтой болно.
• Залгуур: энэ жижиг бүрэлдэхүүн хэсгийг дүүргэх механизмыг хөнгөвчлөх зорилгоор бүтээсэн болно. Өмнө дурьдсанчлан, дахин дүүргэх цаг болсны дараа дугуйны тагны ёроолыг залгуураар хаах ёстой, эс тэгвээс цэнэглэх явцад эм унах болно. Тагны тагийг холбохын тулд 2 жижиг нүх, хоёр соронз байдаг. Ийм байдлаар тагтай холбоос нь хүчтэй бөгөөд хэрэглэгчдэд ээлтэй байдаг. Үүнийг байрлалд байрлуулж, маш амархан даалгах замаар арилгаж болно.

Алхам 7: Алхам 7: 3d хэвлэмэл хэсгүүдэд зориулсан CAD

Алхам 8: Алхам 8: CAD -ийн эцсийн угсралт

Алхам 9: Бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тест

Электроникийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбохын өмнө хэд хэдэн бие даасан туршилтыг хийсэн бөгөөд ялангуяа видеонууд нь товчлуурыг ажиллуулах, цэнэглэх механизм, гэрлийн дохиоллын дохиоллын туршилтыг харуулдаг.

Алхам 10: Эцсийн хуралдаан

Угсралтын эхний хэсгийг роботын бүтцийн хэсгийг суурилуулахад зориулав. Суурь хавтан дээр хажуугийн 2 хавтан ба урд талын хавтанг байрлуулж юүлүүрийг зассан болно. Энэ хооронд дугуй бүрийг босоо амны холбогчоор stepper мотортой холбож, дараа нь таглаатай холбосон байна. Үүний дараа дугуйны тагны системийг робот дээр шууд суурилуулсан болно. Энэ үед электрон эд ангиудыг робот дээр байрлуулжээ. Эцэст нь төслийг дуусгахын тулд үлдсэн хавтангуудыг угсарчээ.

Алхам 11: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Arduino руу холбох

Алхам 12: Хөтөлбөрийн схем

Дараах урсгалын диаграм нь бидний бичсэн програмын логикийг харуулж байна.

Алхам 13: Програмчлал

Алхам 14: Робот- Ухаалаг гар утасны хэрэглээний холболт

Өмнө дурьдсанчлан, роботтой харилцах нь bluetooth модуль ашиглан роботтой холбогдсон ухаалаг гар утасны програмаар хангагддаг. Дараах зургууд нь програмын ажиллагааг харуулдаг. Эхнийх нь програмын дүрсийг илэрхийлдэг бол хоёр дахь, гурав дахь нь гарын авлагын механизм, тохируулах цагийн цэсийг тус тусад нь харуулдаг. Сүүлчийн тохиолдолд, хуваарилах механизмыг хэрэглэгчийн сонгосон цагт автоматаар гүйцэтгэдэг.

Энэхүү програмыг Массачусетсийн Технологийн Институтын Апп зохион бүтээгч (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512) дээр бүтээсэн болно.