Robot do czyszczenia dna basenu

[darek...]

Witam wszystkich

To mój pierwszy post. Jakiś czas przeglądam forum, szukając potrzebnych informacji. Niestety, mój zamysł/projekt jest nietypowy, więc i odpowiedzi które znalazłem są cząstkowe.

Zarejstrowałem się, żeby zapytać wprost, licząc że znajdzie się ktoś, kto w swojej praktyce spotkał się z podobnym wyzwaniem i zechce się podzielić potrzebną mi wiedzą.

Mam kłopot z czyszczeniem dna basenu ( wym 8 x 4 x max 1,7 ) Nie chodzi tu o podstawową instalację filtrującą, czy chemię. To wszystko działa poprawnie.

Problemem jest osad na dnie spowodowany wytrącaniem z wody, drobnej ( wymiar poniżej zdolności filtracyjnej filtra piaskowego) zawiesiny .

Chemia zawiera dodatki folkujące. Efektem jest krystaliczna woda ( to lubię ) i osad na dnie ( kłopot ). Jedynym sposobem jak do tej pory jest czyszczenie dna wodnym odkurzaczem i wywalenie syfu wraz z 4-6 m3 wody do ścieków. Jak już pisałem filtr tego nie zatrzymuje i syf wraca do basenu.

Roboty które są na rynku, są drogie, duże i ciężkie. Są po prostu, do zastosowań profesjonalnych.

Przepraszam, że się rozpisałem, ale projekt jak wspomniałem, nie jest typowy i wolałem wyjaśnić sytuację.

Założenia konstrukcyjne robota :

Kształt prostopadłościanu o podstawie ok 50 x 50 cm i wysokości umożliwiającej montaż niezbędnego wypasażenia ( napędy, pompa ssąca, worek filtracyjny, zbiornik wypornościowy

( regulacja pływalności), ewentualnie miejsce na akumulatory, gdyby udało się uzyskać pełną autonomię robota ). Jeżeli nie, będzie zasilany kablem z 24VDC.

Prostopadłościan będzie się składał z części hermetycznej ( silnik, elektronika, pompa z napędem, kompresor regulacji wyporności, czujniki) i części mokrej ( ssawka/ssawki wody, worek filtracyjny, 4 wleczone kółka podpierające, w rogach obudowy i umieszczony centralnie, zespół 2 kół napędowych )

Napęd:

Zespół 2 kół z tworzywa ( torflen ?), o średnicy 60 - 80mm szerokości 3 cm każde ( bieżnia z gumy spienionej )coś podobnego do sumo Koła osadzone po przeciwnych stronach trójnika, górna częś trójnika wprowadzona poprzez uszczelnienia i panewki do części suchej. W części trójnika łączącej koła , 2 silniki a przekładniami planetarnymi ( być może krokowe ), do napędu kół.

Robot będzie się poruszał bardzo wolno, żeby nie spowodować ruchu osadu przed zassaniem. Myślę, że 1m/min wystarczy, ma na wykonanie pracy, całą noc 😉

Sposób napędu wybrałem ze względu na dużą manewrowość i możliwość doczyszczenia rogów basenu.

Z częścią mechanicznę sobie poradzę, gdyby ktoś miał doświadczenie z uszczelnieniami wałów napędów pracujących na takiej głębokości, pomoc będzie mile widziana

Problem główny, z którym zwracam się do Szanownych Panów, to propozycja rozwiązania orientacji robota w 2 wymiarowej płaszczyźnie dna. Tak żeby czyszczenie, było planowym działaniem, a nie chaotychnym ruchem tam i siam. Na dzień dzisiejszy wyobrażam to sobie jako jazdę wzdłuż dłuższego boku, po dojeździe do ściany, obrót zespołu napędowego o 90 st, ruch w bok o szerokość ssawki, powrót kół do pozycji pierwotnej i jazda w przeciwnym kierunku z zachowaniem dystansu od ściany i tak a capo da fine 🙂.

Jeszcze raz przepraszam za zawracanie głowy i serdecznie proszę o pomoc.

[mactro]

Ciekawe zagadnienie 🙂 Pierwsze co przychodzi mi do głowy to czujniki ultradźwiękowe. Gdzieś widziałem wodoodporne nadajniki, choć nie wiem, czy o wystarczającej szczelności aby mogły pracować na tej głębokości. Trzeba by też uwzględnić inną prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie, ale generalnie zasada działania nie wyklucza stosowania pod wodą. Jeśli miałbyś po dwa czujniki na burtę, mógłbyś wtedy ustawiać robota idealnie równolegle do ścian i w odpowiedniej od nich odległości (oczywiście zakładając, że sonary będą dawały stabilne i dokładne pomiary, co niestety nie jest takie oczywiste).

Kolejny pomysł, niestety wykluczający autonomię robota, to zainstalowanie nad basenem kamery, a na robocie znacznika, np. w postaci LEDów. Jeśli robot ma jeździć w nocy, to nie powinno być problemów z jego zlokalizowaniem. Tutaj też trzeba uwzględnić załamanie światła na granicy powietrze/woda, ale wydaje się być to do zrobienia. Gorzej jeśli powierzchnia wody będzie zafalowana.

[darek...]

Też o tym myslałem, ale sonar musi być jakoś izolowany od wody. Nie wiem jak ultradżwięki radzą sobie z przechodzeniem przez np tworzywa sztuczne, czy gumę.

2 na strone pozwoliło by zachować równoległość ruchu do ściany, a pomiar przy tych wymiarach basenu mógłby być różnicowy, co umożliwiło by korektę ew błędu ( tzn mierzył by do 2 dłuższych ścian wzdłuż których się porusza, ale w 2 strony).

Wczoraj już po napisaniu posta, przyszło mi do głowy, że w dnie basenu mam zatopioną dość regularną siatkę zbrojenia z prętów stalowych fi 16. Górna warstwa nie powinna być zatopiona w betonie głębiej jak 3-5 cm. Gdyby udało się ją wykrywać wystarczy dostosować wymiar pudła i ssawki do rastra zbrojenia i problem byłby rozwiązany. Tyle , że zwykłe czujniki indukcyjne są za krótkie, nawet te nie ekranowane. Może sprzęt do szukania kabli w ścianach ?

Pomysł z kamerą też nie jest zły, ale w realizacji chyba dość skomplikowany, a to w sumie dość głupia maszyna ma być 🙂

Znasz jakiś napęd z planetarką, który na wyjściu miał by 5 obr/min i porządną oś ?

Dziekuję , że się odezwałes

Pozdrawiam

Darek

[marek1707]

Nie licząc kółek pod spodem to chcesz zrobić łódź podwodną, no może z dokładnością do zbiorników balastowych i wyważania 😉 Bardzo dużo informacji o uszczelnieniach, rodzajach napędu itp można znaleść na forach modelarskich. Zacznij oczywiście od

http://www.rcgroups.com/submarines-60

ale i po polsku coś widziałem. Szczerze mówiąc ludzie napotykają tyle problemów, że wcale Ci nie zazdroszczę. Może spróbuj czegoś, co już w założeniach nie ma żadnych uszczelnień wałów, np. sterowania "przez pancerz". Wirnikiem jest magnes stały na łożyskowanym (jak?) wałku a wokół niego, ale już po stronie "suchej" "obracasz" polem magnetycznym w stojanie.

Sonary podwodne bez problemu będą działać. Przecież nawet zwykłe samochodowe czujniki parkowania mają "buźki" nieźle uszczelniane. Nie musisz mieć dwóch na stronę - to i tak nic nie da przy większej odległości od ściany. Wystarczy, że będziesz obserwował trendy. Oddalanie lub przybliżanie będzie dobrze widać więc i korekcje zadziałają. Problemem mogą być echa wielokrotne bo to mały akwen i dobre (do echa) brzegi. Być może z tego powodu nie będziesz mógł użyć czujników autonomiczych tylko jakoś je wyzwalać tak, by impuls z jednego pomiaru zanikł zanim drugi czujnik odpali swój. Przy prędkościach jakie założyłeś to raczej nie będzie problem. Nawet robienie 1 pomiaru na sekundę na czujnik wystarczy 🙂 I pomyśl (później) nad algorytmem trasy tak, by jak najrzadziej zakłócać oczyszczane miejsca, może po spirali lub raczej jakaś rzadka "kratka" ? Acha, detekcja stali to może niezły pomysł ale w otoczeniu takiego wielkiego metalowego puca jakim będzie sam robot, wykrycie pręta zbrojeniowego nawet z 5cm może nie być proste. Gęsta jest ta siatka?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[mactro]

marek1707, jak określisz orientację robota mając tylko jeden czujnik na burcie?

[ProeXtreme]

Wpadłem na taki pomysł:

Zakładając, że woda w basenie jest czysta i jedynie na dnie osadza się drobny osad można zastosować kamerę i lampy diodowe do oświetlania obszaru przed kamerą. Odpowiedni soft byłby w stanie sterować takim robotem niezależnie od kształtu basenu oraz głębokości.

Utrzymywanie robota przy dnie mogłaby zapewniać pionowa rura, pełniąca jednocześnie rolę odciągu osadu. Pod robotem wytwarzałoby się podciśnienie trzymające robota przy dnie. Aby wypłynąć wystarczy zmienić kierunek obrotów pompy lub po prostu pociągnąć za tę rurę.

[marek1707]

Orientację w sensie kąta obrotu czy położenia XY?

Moim zdaniem gdyby robot zaczynał ślimaczyć (jakoś nie przechodzi mi przez klawiaturę słowo "jechać" 😉 ) od któregoś rogu basenu, wystarczyłoby trzymać kierunek na podstawie odległości od ścian (lub jednej, bliższej ściany?) równoległych do kursu. Czujniki od czoła i od tyłu wyznaczałyby pokonaną drogę. Po dojechaniu do założonego punktu zwrotu robimy zakręt, być może dodatkowo koordynowany czujnikami na podstawie wyliczonych krzywych przebiegu zmian odległości - to przecież może trwać i 10 sekund. Potem znowu jedziemy wzdłuż jakiejś ściany. Jeżeli basen jest protokątem to to założenie zawsze będzie spełnione. Pamiętaj, że tu prędkości dochodzą do ruchu żółwia a dokładności rzędu 5-10cm są raczej do przełknięcia. Wszelkie poprawki od czujników związane nie z odległościa bezwzględną ale raczej z trendem pomiarów moim zdaniem wystarczą. Żadne dwa sonary zamontowane na burcie nie dadzą Ci precyzyjniejszej informacji o kącie obrotu niż dwa pomiary rozłożone w czasie i odległe np. o 2 metry. Tą metodą jakby wydłużamy bazę pomiarową robiąc "antenę" znaną z radarów z syntetyczną aperturą.

[darek...]

Nie licząc kółek pod spodem to chcesz zrobić łódź podwodną, no może z dokładnością do zbiorników balastowych i wyważania 😉 Bardzo dużo informacji o uszczelnieniach, rodzajach napędu itp można znaleść na forach modelarskich. Zacznij oczywiście od

http://www.rcgroups.com/submarines-60

______

Bez przesady proszę z tą łodzią podwodną 😅 i uszczelnieniami To tylko 1,7m w dół.Traktujcie to jak zwykłą platforme !

Byłem tam i nie tylko tam 🙄. Oni nie pozycjonują łodzi sonarem. Sprawdzają ewentualnie odstęp od dna, jak pływają na otwartych zbiornikach, żeby się nie zakopać, ale to żadna precyzja.

Przy założeniu że uda się zrobić autonomicznego, chciałbym regulacją pływalności równoważyć ciężar aku, bo pewnie będą spore.Jak się uda mógłby wypływać po zakończeniu pracy na powierzchnie. To melodia przyszłości, wersja rozwojowa

Robot w ogromnej większości, będzie z tworzywa, nawet korpusy pomp i wirniki ( pompy zęzowe ), tu gdzie mieszkam jest tego sporo z drugiej reki.

Najciekawsze jest to, że do sterowania pod wodą używają zwykłej aparatury modelarskiej, do 4m przechodzi typowa, potem dopiero kombinują !

Pozdrawiam

[mactro]

A tak właściwie to zebrany osad będziesz jakąś rurą na powierzchnię od razu wypluwał, czy gromadził wewnątrz robota? Bo jeśli mówimy o rurze, która i tak się będzie wlokła za robotem, to nie ma co się w akumulatory bawić.

[darek...]

Muszę pomyśleć nad Twoim założeniem. Rozumiem, że czytałeś jak chcę go napędzać ?

2 silniki w trójniku, każdy napędza jedno koło. Górne wyjście w trójniku, to wyjście przewodów do strefy suchej i panewka ( w wodzie), umożliwiająca obrót zespołu kół w stosunku do pudła.

Do strefy suchej wchodzą tylko przewody.

Korekta równoległości jazdy, to przyhamowanie jednego z silników. Zmiana kierunku po dojechaniu do ściany, to praca silników w przeciwnych kierunkach, po obrocie zespołu o 90 st odjazd w bok.

Pozdrawiam

[ Dodano: 30-03-2012, 14:32 ]

Wpadłem na taki pomysł:

Zakładając, że woda w basenie jest czysta i jedynie na dnie osadza się drobny osad można zastosować kamerę i lampy diodowe do oświetlania obszaru przed kamerą. Odpowiedni soft byłby w stanie sterować takim robotem niezależnie od kształtu basenu oraz głębokości.

______

Napisz coś więcej o tej metodzie, albo podaj jakąś linkę jeśli możesz.

Pozdrawiam

[ Dodano: 30-03-2012, 14:37 ]

A tak właściwie to zebrany osad będziesz jakąś rurą na powierzchnię od razu wypluwał, czy gromadził wewnątrz robota? Bo jeśli mówimy o rurze, która i tak się będzie wlokła za robotem, to nie ma co się w akumulatory bawić.

____

Przeczytaj proszę mój pierwszy post

Pozdrawiam

[ Dodano: 30-03-2012, 14:41 ]

Trochę nabałaganiłem w odpowiedziach, jeszcze się uczę obsługi forum. Mam nadzieję, że adresaci znajdą co trzeba 😖

Przepraszam

[pitsa]

Na nieszczelności może poradzić stałe nadciśnienie.

Czy to musi w całości pływać pod wodą?

Na górze łajba z kompresorem i układem pozycjonowania (może nawet i napęd), a na dole wisi tylko czyszczarka.

[darek...]

Tak musi! Uwierz mi, woda to nie jest duży problem . Po zmontowaniu platformy wyślę zdjęcia i wszystko będzie jasne.

Zwykły spożywczy pojemnik, do przechowywania żywności w lodówce z Castoramy z kamieniem w środku, leżał na dnie tydzień i kropli wody w środku nie było. A ja mam zamiar uszczelnić mojego robota znacznie lepiej.

Problemem dla mnie, jest pozycjonowanie i proszę o porady w tym zakresie.

Pozdrawiam

[ProeXtreme]

Załóżmy, że woda jest czysta. Na górze robota znajduje się kamera za uszczelnieniem, aby nie zamokła. Obraz z kamery wyświetlany jest (ale niekoniecznie) na komputerze. Jeżeli woda jest spokojna robot patrząc na barwę dna (ciemniejszy kolor to osad) jest w stanie rozróżnić czy jedzie po osadzie czy nie. Komputer sterujący mógłby mieć w moduł z algorytmem zapamiętujący przebytą trasę (podobnie do robotów micromouse). Na tej podstawie robot będzie w stanie ocenić który fragment trasy już przejechał, a który jeszcze musi jechać. Zaimplementowany algorytm i kamera są od tego, aby wzajemnie się kontrolować a dodatkowo dzięki kamerze robot ten będzie w stanie określić położenie ścian.

Problemem może być oprogramowanie tego, chyba że robot będzie budowany większą ekipą.

Linków nie mam. Jak poszukasz to znajdziesz jakieś sensowne rozwiązania.

[darek...]

Z całym szacunkiem, ale to ma być prosta maszyna 🙄

Pozdrawiam

[KD93]

Wydaje mi się że najprostszą orientację da się uzyskać przy użyciu zwykłych krańcówek, jako czujników dotknięcia ścian, oraz enkoderów. To chyba nie jest micromouse i nie chodzi tu o to, żeby robot pokonywał dno z dokładnością co do milimetrów, tylko żeby czyścił je jak najdokładniej, według pewnego schematu działania, a nie chaotycznie.

Jak to wg mnie można zrealizować: robot znajduje sobie róg basenu, co powinno mu się udać przy pomocy krańcówek. Następnie jedzie wzdłuż wszystkich ścian, po obrzeżach, jeśli odjedzie od ściany to krańcówka się rozewrze i można to skorygować. Przy pomocy enkoderów może pomierzyć sobie długości ścian. Później wykorzystując enkodery wykonuje sekwencje po prostokącie, coraz bardziej go zawężając, aż dojedzie do środka, taki cykl wykorzystuje się np. we frezarkach CNC do frezowania kieszeni tudzież przy akcjach poszukiwawczych.

Zalety? Prosto, tanio, żaden z czujników nie musi mieć styczności z wodą, woda nie wpływa na działanie czujników.