藥丸自動分配器的制作教程

第1步：購物清單

Adafruit Motor Shield v2。 3（裝配套件） - Arduino的電機(jī)/步進(jìn)/伺服護(hù)罩

Kwmobile濕度溫度傳感器

Arduino PCM2704 KY-006蜂鳴器被動的AZDelivery Carte

AZDelivery實(shí)時(shí)時(shí)鐘，RTC DS3231 I2C，Rasperry Pi

2。 28byj of 48 DC 5 V 4階段5 de Micro步驟與ULN2003模塊用于Arduino

AZDelivery Prototypage Prototype Shield for Arduino UNO R3

AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602，2X16字符+ l‘接口I2C

OfficeTree?20迷你磁鐵OfficeTree?206x2 mm

軸耦合器POLOLU-1203通用移動中心

40針30厘米公母跳線

無焊面包板 - 830孔

USB 2.0 A - BM/M 1.80M

Arduino Pir運(yùn)動傳感器

一組AWG面包板跳線一針

R18-25b按鍵開關(guān)1p關(guān) - （開）

L-793id LED 8mm紅色擴(kuò)散20mcd

L-793gd LED 8mm綠色擴(kuò)散20mcd

2 x Poussoir Mtallique Carr + Avec Capuchon Bleu

觸覺開關(guān)6x6mm

2 charn 70x40 mm

greep plast wit 64 mm

knop鋁12 mm

ultragel 3gr

50 nagels 2x35

LCD rgb backround light

2球是arings 6.4 mm軸

2個用于激光切割的全mdf板材

1個用于激光切割的有機(jī)玻璃

1個電位計(jì)

Arduino uno

第2步：關(guān)于組件選擇的技術(shù)提示

分配和再填充的機(jī)制需要很高的精度和很小的運(yùn)動包含藥丸的輪子。出于這個原因，我們決定使用兩個步進(jìn)電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)是穩(wěn)定的，可以驅(qū)動各種摩擦和慣性負(fù)載，不需要反饋。電機(jī)也是位置傳感器：不需要位置和速度傳感器。此外，它們具有出色的可重復(fù)性，可以準(zhǔn)確地返回到同一位置。

電機(jī)護(hù)罩驅(qū)動兩個步進(jìn)電機(jī)。它包含4個H橋，可以控制電機(jī)的方向和速度。使用電機(jī)護(hù)罩，我們增加了自由銷的數(shù)量。

為了確保藥丸始終處于良好狀態(tài)，濕度和溫度傳感器可以顯著測量內(nèi)部的溫度和濕度分配器。

要通知用戶現(xiàn)在是時(shí)候接受他的治療了，我們使用蜂鳴器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘建立了警報(bào)。 RTC模塊使用電池運(yùn)行，即使我們重新編程微控制器或斷開主電源，也可以跟蹤時(shí)間。

兩個按鈕和一個 RGB液晶顯示器允許用戶與分配器進(jìn)行交互。用戶還可以通過App for smarphone設(shè)置他的治療和分配時(shí)間。他可以通過藍(lán)牙連接鏈接他的個人設(shè)備（藍(lán)牙模塊連接到Arduino）。

如果用戶需要， PIR傳感器會檢測到移動他的藥，并給出了分配器正確工作的反饋。由于它具有很強(qiáng)的靈敏度和廣泛的檢測范圍，故意在某些方向上進(jìn)行無法測量，以避免無用的測量。

步驟3：制造零件

在下文中，提供了由3D打印機(jī)或激光切割機(jī)生產(chǎn)的零件的詳細(xì)列表。選擇所有尺寸和幾何方面，以便在具有強(qiáng)連接的所有部件之間具有適當(dāng)?shù)钠ヅ湟约傲己玫耐庥^設(shè)計(jì)。

但是，尺寸和幾何方面可能會根據(jù)不同的目的而改變。在接下來的部分中，可以找到此處列出的所有組件的CAD。

特別是，該項(xiàng)目的最初想法是創(chuàng)建一個帶有更多輪子的藥丸分配器，以便分配最高的量和最多種類的藥丸。對于課程范圍，我們僅將注意力限制在其中2個，但在設(shè)計(jì)上幾乎沒有任何修改，可以添加更多輪子并達(dá)到目標(biāo)。這就是為什么我們允許您自由修改我們的設(shè)計(jì)，以便在您喜歡的情況下，您可以更改它并使其適應(yīng)任何個人品味。

以下是所有三維打印和激光切割部件的列表，其中括號之間的厚度為：

背板（mdf 4 mm）x1

底板（mdf 4 mm）x1

正面板（mdf 4 mm）x1

側(cè)板_無孔（mdf 4 mm）x1

側(cè)板孔（mdf 4 mm） ）x1

arduino板（mdf 4 mm）x1

板用于垂直延伸（mdf 4 mm）x1

連接器板（mdf 4 mm）x1

車輪蓋板（mdf 4 mm）x2

車輪用板（mdf 4 mm）x2

頂板（有機(jī)玻璃4 mm） x1

開口板（mdf 4 mm）x1

軸承座（3d打印）x2

帽輪（3d打?。﹛2

漏斗（3d打?。﹛1

漏斗腳（3d打印）x2

PIR支架（3d打印）x1

輪蓋插頭（3d打?。?）x2

輪（3d打印）x2

第4步：激光切割技術(shù)圖紙

盒子的裝配是為了避免使用膠水而設(shè)計(jì)的。這樣可以實(shí)現(xiàn)更清潔的工作，并且如果需要，可以進(jìn)行拆卸以解決一些問題。

特別是，組裝是通過螺栓和螺母進(jìn)行的。在適當(dāng)幾何形狀的孔中，一側(cè)的螺栓和另一側(cè)的螺母完美地配合，以便在所有mdf板之間形成牢固的連接。特別是對于各種板塊：

側(cè)板有一個孔，以便讓電纜穿過，從而在Arduino和計(jì)算機(jī)之間建立連接。

前板有2個孔。當(dāng)人必須拿出已經(jīng)分配藥丸的玻璃時(shí)，最低的一個用于使用。另一個用于補(bǔ)充時(shí)間。在這種特殊情況下，有一個插頭（見后面的設(shè)計(jì)）可以從下面關(guān)閉車輪蓋上的孔。該帽的定位確實(shí)通過利用該第二孔來執(zhí)行。一旦插頭被定位，使用按鈕或應(yīng)用程序，人可以讓輪子一次旋轉(zhuǎn)一個部分并在每個部分放置藥丸。

維護(hù)板的位置是為了對車輪和車蓋定位的軌道進(jìn)行垂直支撐，以便具有更可靠和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。

開口板設(shè)計(jì)為單詞所示，以便于用戶重新填充機(jī)制

從圖中可以看出，頂板是在有機(jī)玻璃中完成的。為了能夠從外部實(shí)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)生的事情。

所有其他板材都沒有特殊用途，它們的設(shè)計(jì)是為了使所有部件完美匹配。有些部件可以提供具有不同尺寸和幾何形狀的特定孔，以便讓所有電子元件（如Arduino和電機(jī)）或3D打印材料（如漏斗和PIR支架）以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接。

步驟5：步驟5：激光切割零件的CAD

步驟6：3D打印技術(shù)圖紙

使用位于大學(xué)Fablab實(shí)驗(yàn)室的Ultimakers 2和Prusa iMK打印機(jī)實(shí)現(xiàn)3D打印部件。它們的相似之處在于它們都使用與PLA（用于我們所有印刷部件的材料）相同的材料并且具有相同的噴嘴尺寸。特別是Prusa使用更薄的燈絲工作，由于可拆卸板（不需要使用膠水）和傳感器可以更加用戶友好，可以補(bǔ)償?shù)装宓姆瞧教贡砻妗?/p>

除非對于使用80％填充材料密度的車輪以便具有更硬的軸，否則所有3d打印部件都被實(shí)現(xiàn)而留下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。特別是在第一次嘗試時(shí)，留下20％的填充材料密度作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置而沒有注意到錯誤。在打印結(jié)束時(shí)，車輪完全實(shí)現(xiàn)，但軸立即斷裂。為了不再重新打印車輪，由于需要相當(dāng)長的時(shí)間，我們決定采用更智能的解決方案。我們決定重新印刷軸，底座將固定在車輪上，另外還有4個孔，如圖所示。

下面將對每個組件進(jìn)行特殊描述：

軸承座：該組件的實(shí)現(xiàn)是為了將軸承保持并支撐在合適的位置。實(shí)際上，軸承保持器具有中心孔，該中心孔具有軸承直徑的精確尺寸，以便具有非常精確的連接。兩個翼部僅用于將部件適當(dāng)?shù)毓潭ǖ桨迳?。必須注意的是，軸承的使用是為了維持車輪的軸，否則可能會彎曲。

輪子：3d打印幾乎代表了我們項(xiàng)目的核心。它的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能大，以便保持最大量的藥丸，但同時(shí)保持輕便且易于被電機(jī)驅(qū)動。此外，它還設(shè)計(jì)有四周光滑的邊緣，以免藥片卡住。它特別包含14個可以分配藥丸的部分。中央部分以及每個部分之間的邊界已被清空，以使車輪盡可能輕。然后有一個直徑6.4毫米，長30毫米的軸，可以完美地安裝在另一側(cè)的軸承上。最后，通過軸連接器實(shí)現(xiàn)與電機(jī)的牢固連接，軸連接器的一側(cè)通過4個孔與車輪連接，圖中可以看到這兩個孔，另一側(cè)帶有步進(jìn)電機(jī)。

輪蓋：輪子的蓋子設(shè)計(jì)成使得一旦進(jìn)入輪子內(nèi)的藥丸不能從輪子中排出，除非它們到達(dá)輪子底部的開口部分。此外，蓋子可以保護(hù)車輪免受外部環(huán)境的影響，確保適當(dāng)?shù)拇娣?。它的直徑略大于車輪本身，并?個主孔。底部的那個用于釋放藥丸，而頂部的那個用于先前詳述的再填充機(jī)制。中心的主孔用于讓車輪的軸穿過，剩下的6個孔用于與板和軸承連接。另外，在底側(cè)，存在2個孔，其中放置2個小磁鐵。如下所述，這些將與插頭有很強(qiáng)的連接。

漏斗：可以清楚地猜到，漏斗的想法是收集從輪子上掉落的藥丸并將它們收集在底部的玻璃杯中。特別是對于它的印刷，它已分為2個不同的步驟。有漏斗的主體，然后2英尺已被打印分開，否則打印將暗示太多的支持。對于最終組裝，必須將2個部件粘合在一起。

PIR支架：其功能是將PIR保持在合適的位置。它在墻上有一個方孔，以便讓電纜穿過，兩個臂可以在沒有永久性連接的情況下固定PIR。

插頭：這個小部件的設(shè)計(jì)是為了便于再填充機(jī)制。如前所述，一旦需要重新填充，則應(yīng)通過塞子關(guān)閉車輪蓋的底部，否則填充期間的藥丸會掉落。為了便于其與帽2的連接，存在小孔和兩個磁體。通過這種方式，帶帽的鏈接非常強(qiáng)大且用戶友好。它可以放置到位并通過非常簡單的任務(wù)移除。

步驟7：步驟7：3D打印零件的CAD

步驟8：步驟8：最終CAD裝配

步驟9：測試單個組件

已執(zhí)行多項(xiàng)單獨(dú)測試在將所有電子元件連接在一起之前。特別是，視頻代表分配和重新灌裝機(jī)制的測試，按鈕功能，LED測試報(bào)警。

步驟10：最終匯編

組裝的第一部分專門用于安裝機(jī)器人的結(jié)構(gòu)部件。在底板上，設(shè)置了2個側(cè)板和前板，并固定了漏斗。同時(shí)，每個車輪通過軸連接器連接到其步進(jìn)電機(jī)，然后安裝其蓋子。之后，輪蓋系統(tǒng)直接安裝在機(jī)器人上。此時(shí)，電子元件設(shè)置在機(jī)器人上。最后，組裝剩余的板塊以完成項(xiàng)目。

步驟11：將組件連接到Arduino

步驟12：程序流程圖

下面的流程圖顯示了我們?yōu)橐粋€輪子編寫的程序的邏輯。

步驟13：編程

步驟14：機(jī)器人 - 智能手機(jī)應(yīng)用程序連接

如前所述，通過智能手機(jī)應(yīng)用程序確保與機(jī)器人的通信藍(lán)牙模塊到機(jī)器人。以下圖像代表應(yīng)用程序的功能。第一個代表應(yīng)用程序的圖標(biāo)，而第二個和第三個分別代表手動分配機(jī)制和設(shè)置時(shí)間菜單。在后一種情況下，分配機(jī)制在用戶選擇的時(shí)間自動執(zhí)行。