Riaditeľný vibračný tennessgrity robot: 7 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Tensegritová štruktúra je vyrobená z pružných šnúr a tuhých vzper. Pri páde alebo stlačení sa môže ohýbať a stláčať a potom pružiť späť do tvaru. Má tiež vysoký stupeň súladu, čo znamená, že nepoškodí ľudí ani vybavenie v okolí. To spolu s jeho odolnosťou robí z tensegrity užitočný rámec pre roboty, ktoré musia odolávať nárazom alebo skrúteniu a otáčať sa nepravidelnými priestormi.

Tento ultra jednoduchý robot je založený na práci profesora Johna Rieffela a študentov Union College v Schenectady, NY. Vytvárajú tensegrity roboty, ktoré majú programovateľné telá. So správnym dizajnom ich môžete riadiť iba vibračným motorom. Roboti sa otáčajú doľava alebo doprava v závislosti od frekvencie vibrácií.

Telo tejto verzie je vyrobené zo slamiek na pitie a gumičiek. Je založený na tensegrity icosahedronovom sviatočnom ozdobnom projekte od Bre Pettisa pre webový časopis Make v roku 2007.

Po vybudovaní štruktúry tensegrity môžete rýchlo zostaviť obvod, aby sa váš robot mohol pohybovať pomocou:

• malý vibračný motor
• vypínač stmievača, aby bežal rýchlejšie alebo pomalšie, a
• indikátor stĺpcového grafu, ktorý ukazuje, koľko energie dodávate do motora.

Keď pripevníte motor k tensegrity, štruktúra sa bude chvieť a pohybovať sa po stole.

Obvod som si postavil rýchlo a jednoducho pomocou malých bitov, elektronických modulov, ktoré k sebe magneticky zapadajú. Ak máte všetky diely, môžete si postaviť vlastného robota Tensegrity za menej ako hodinu. Keď skončíte, môžete LittleBits znova použiť v iných projektoch.

Tento projekt sa pôvodne objavil v mojej knihe Making Simple Robots: Exploring the Cut-Edge Robotics with Everyday Stuff. Viac skvelých projektov robotiky pre deti a začiatočníkov nájdete v mojej najnovšej knihe BOTS! Od Nomad Press.

Zásoby

• 6 slamiek na pitie (TIP: Počas práce majte poruke náhradné slamky. Ak sa slamka ohne, je lepšie ju vymeniť, než sa pokúšať ju opraviť.)
• 6 dlhých gumičiek, zhruba 5 palcov dlhých
• 6 krátkych gumičiek - jeden alebo dva palce dlhé
• odnímateľné lepidlo, ako napríklad bodky lepidla

• moduly LittleBits:

  • moc
  • stmievač
  • stĺpcový graf
  • drôt, a
  • vibračný motor

Krok 1: Nakrájajte slamu

Nakrájajte 6 kúskov slamy maximálne na 5 palcov.

Na každej slamke vyrežte na oboch koncoch štrbinu a uistite sa, že sú štrbiny zarovnané (t.j. obe zvislé). Štrbiny by mali byť ¼ hlboké - dostatočné na to, aby držali gumičku na mieste, ale nie také, aby slama začala slabnúť a ohýbať sa.

Krok 2: Pripojte slamky

Zarovnajte 2 slamky a omotajte malú gumičku voľne okolo každého konca páru.

To isté urobte s druhým párom slamiek a posuňte ich kolmo medzi prvé 2 slamky, aby vytvorili tvar „X“.

Krok 3: Pridajte ďalšie slamky

Vezmite posledné 2 slamky a omotajte okolo jedného konca malú gumičku.

Pretiahnite ich priesečníkom ostatných slamiek tak, aby boli kolmé na prvé 2 páry, a potom omotajte malý gumičku okolo druhého konca.

Krok 4: Natiahnite gumové pásy

Otočte jeden pár slamiek tak, aby ich štrbiny boli vodorovne a obrátené k vám, jedna nad druhou. Natiahnite dlhú gumičku z horizontálnej štrbiny hornej slamky hore a cez pár kolmých slamiek a na druhý koniec slamy a prevlečte ju všetkými štyrmi štrbinami.

Opakujte so zvyšnými slamkami.

Upravte gumičky tak, aby boli rovnomerné.

Krok 5: Odstrihnite gumové pásy a upravte

Odrežte malé gumičky, aby sa pružná štruktúra otvorila.

Upravte páry slamiek tak, aby boli rovnobežné a nedotýkali sa.

Krok 6: Zostavte LittleBits

Teraz zostavte elektronický obvod littleBits, vďaka ktorému bude váš tensegrity robot fungovať:

• Pripojte napájací modul (alebo „bit“) k batérii.
• Pripojte modul spínača stmievača na zvýšenie alebo zníženie napätia.
• Pripojte modul stĺpcového grafu k prepínaču stmievača. Toto je kúsok s piatimi radmi miniatúrnych diód LED; čím viac energie ním prechádza, tým viac LED diód sa rozsvieti.
• Pripojte jeden alebo viac drôtov. Káblové moduly sú krátke, takže použite 2 alebo 3, aby ste sa uistili, že váš robot má priestor na pohyb.
• Nakoniec pridajte vibračný motor. Jedná sa o malý kotúč zhruba ako pilulka s dvoma tenkými drôtikmi, ktoré ho pripevňujú k magnetickej základni.

Krok 7: Nechajte to pohnúť

Ak si chcete vyskúšať svojho tensegrity robota, pripojte elektronický obvod k svojmu slamenému modelu. Vibračný motor umiestnite tak, aby žiadna z elektroniky neprekážala pohybu tensegritovej štruktúry. Rozhodnite sa, kam chcete pripevniť koniec disku motora. Pomocou pásky alebo iného lepidla ho držte na jednej zo slamiek. Natiahnite drôt motora pozdĺž slamy a pripevnite k nemu základňu motora a základňu drôtu. Zapnite motor a pomaly zvyšujte výkon stmievačom. Začnete vidieť, ako gumičky sympaticky vibrujú, a váš tensegrity robot by sa mal začať triasť pri stole. Zistite, či ho môžete riadiť vpravo a vľavo nastavením výkonu. Ak sa váš robot nehýbe, skúste pripevniť motor vyššie alebo nižšie k konštrukcii. Posunutie ťažiska robota trochu mimo stredu môže pomôcť prekonať jeho zotrvačnosť. Teraz, keď robot funguje, experimentujte s umiestnením motora na rôzne miesta v tensegritovej štruktúre - v strede, mimo jedného rohu - aby ste zistili, ktorá poloha vytvára najspoľahlivejšie a najzaujímavejšie pohyby. Zmena rýchlosti a umiestnenia motora bude produkovať rôzne druhy pohybu, čo dáva robotovi druh fyzickej inteligencie. POKRAČUJEME ĎALEJ Zatiaľ čo tento jednoduchý tensegrity robot prechádza vibráciami, pokročilé tensegrity roboty sa pohybujú sťahovaním káblov a zmenou tvaru, aby sa mohli otáčať. Ak chcete ešte väčšiu výzvu, zamyslite sa nad tým, ako by ste mohli navrhnúť svojho robota, aby robil to isté. Alebo sa vymante z fázy prototypovania a postavte novú verziu tohto obvodu bez použitia LittleBits. Začnite tu a budete na dobrej ceste k výrobe vlastných pokročilých tensegrity robotov.