Pohyblivý most: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Sme META_XIII, pochádzame z Joint University Institute of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Institute (JI). Tento demonštračný manuál je vytvorený pre náš kurzový návrh VG100, pohyblivý most ovládaný spoločnosťou Arduino.

JI spoločne založili v roku 2006 dve popredné univerzity, UM a SJTU. JI vedie medzinárodnú spoluprácu v oblasti vzdelávania v Číne, ktorá predstavuje americký aj čínsky vzdelávací štýl. Nachádza sa v areáli Minhang SJTU, juhozápadne od Šanghaja, kde sa zoskupujú technologické spoločnosti.

V V100 sú dva projekty kurzov, z ktorých oba vyžadujú analýzu, plánovanie a spoluprácu. Tento kurz pripravuje študentov na inžinierov so 4 kvalifikáciami, ktoré JI oceňuje: internacionalizácia, interdisciplinárnosť, inovácie a kvalita. V súťaži Project1 by každá skupina mala postaviť „pohyblivý most“so špecifikovanými materiálmi a výkon mosta v deň hry má veľký vplyv na známku z kurzu.

V deň hry by malo všetkých 19 skupín prísť do laboratória v budove JI a absolvovať niekoľko častí testov. Prvá časť je test funkcie, kde by mosty mali byť schopné zastaviť autá a potom sa otvoriť a nechať loď prejsť. Celý proces sme úspešne dokončili a získali sme plnú známku. Druhou časťou testov sú testy veľkosti a zaťaženia. Viac skóre sa dosiahne, ak je most ľahší a lepšie odoláva zaťaženiu. V rámci tvarových premenných 2,83 mm by sme mohli uniesť 1 kg. Z hľadiska estetiky sme sa umiestnili na 9. mieste a v hmotnostnom teste na 8. mieste.

Nakoniec náš most získal známku 76,7, pričom sa umiestnil na 4. mieste.

Nasleduje krátka verzia pravidiel:

A. Proces funkčného testu

a. Automobil A môže prejsť po moste.

b. Keď je A stále na moste, zospodu sa k mostu blíži veľká loď C.

c. Most dokáže detekovať C a sám sa zdvihne, keď auto A opustí most a nechá C prejsť pod ním.

d. Po prechode C sa most môže vrátiť do normálu za 15 s.

B. Záťažový test

Na mostík sa vždy položí niekoľko malých závaží o 100 g viac. Hmotnosti sa sčítajú do 1 kg alebo kým priehyb nedosiahne 4 mm, a potom sa údaje zaznamenajú.

C. Test veľkosti

Celková hmotnosť mosta (vrátane obvodovej časti okrem batérií) sa zaznamená a porovná s inými skupinami.

Odkazy na video: Kliknutím sem si užijete naše video z gameday bridge!

Dúfame, že úvod vo vás môže zanechať celkový dojem o našom moste.

Krok 1: Koncepčný diagram

Krok 2: Analýza

Tu je niekoľko vysvetlení pre náš výpočet tvarových premenných mosta, aby sme mohli navrhnúť extrémne ľahkú štruktúru, ktorá teoreticky môže mať väčšiu váhu.

Táto časť zahŕňa znalosti o silovej analýze a integrále. Dúfame, že vám to pomôže pochopiť princíp a uplatniť ho v podobných situáciách, keď staviate most.

Krok 3: Zoznam materiálov ：

** Cena lepidla na drevo, bavlnených drôtov, voskového remeselného papiera a ďalších nástrojov nie je zahrnutá v cene.

Tu je niekoľko hypertextových odkazov na položky, ktoré si môžete kúpiť v Taobao.

Arduino Uno (21,90)

Breadboard (6,24)

Pripojovacie vodiče （27,61）

Motorová riadiaca doska L298N (10,43)

Infračervené snímače 2-30 cm 3,3V-5V (31,00）)

Micro Servo (8,81)

Prevodový motor: 30,00）

Doska z balzového dreva (402,5）)

Balzová drevená latka （232,06）

Nôž: 38,40）

Záves （12,76）

Krok 4: Schéma zapojenia

Vyššie je znázornená krátka schéma zapojenia. Drôty rôznych farieb by mali byť pripojené k zodpovedajúcim logickým ústam. Všetky červené vodiče znamenajú napájanie 9V. Všetky čierne drôty znamenajú zem. Zelený vodič znamená zelenú diódu LED, ako ružový vodič znamená červenú diódu LED.

Hlavnú silu na zdvíhanie mosta ponúkajú dva prevodové motory, ktoré majú 100 otáčok za sekundu. Sú poháňané lacným vodičom motora, bezjadrovým motorovým ovládačom L298N.

Micro Servo je navrhnuté tak, aby otáčalo palicou, ktorá zabráni autu prejsť po moste, keď bol most zdvihnutý. Mohlo by sa to otočiť o 90 stupňov a vrátiť sa na pôvodné miesto.

Štyri infračervené senzory sú nevyhnutné pri detekcii auta a lode. Môžu byť nápomocné pri rozhodovaní, kedy by mal byť most zdvihnutý a položený.

Celý proces, ktorý spĺňa požiadavky funkčných testov, by mal byť vykonaný nasledovne:

· Senzor 1 detekuje priblíženie auta A. Senzor 2 detekuje priblíženie lode C. Vysiela signály do Arduina tak, že červená LED vydáva svetlo a mikro servo otáča páčkou, aby zastavilo auto B.

· Senzor 3 detekuje odchod auta A. Potom začnú bežať prevodové motory a zdvihnú most do správnej výšky na prejazd lode C.

· Senzor 4 detekuje vyplávanie lode C. Vysiela signály do Arduina. Po 15 sekundových intervaloch začnú prevodové motory cúvať a položia most.

· Micro Servo sa vracia do pôvodného stavu a zelená LED dióda vydáva svetlo, ktoré ukazuje povolenie prechodu vozidla B.

** Dávajte pozor, že infračervené senzory, ktoré používame na stavbu mosta, nie sú úplne rovnaké ako na obrázku vyššie. Vyberáme druh lacnejšieho, ktorý môže byť rovnako užitočný. Obrázok tohto druhu je uvedený v zozname materiálov.

Krok 5: Vyrobte palubu

a. Odrežte štyri dosky s rozmermi 1 m*120 mm*3 mm na dĺžku 50 cm.

b. Nakreslite niekoľko tesne umiestnených pravouhlých trojuholníkov s veľkosťou 4 cm na dĺžku a 3 cm na šírku. Vyhraďte si priestor 2 cm široký na každej strane a 0,5 cm široký medzi trojuholníkmi. Tieto trojuholníky vystrihnite nožmi. ** Dávajte pozor, aby ste nezlomili bok.

c. Prilepte každé dve dosky k sebe pomocou lepidla na drevo. Položte a prilepte kus voskového remeselného papiera na obe strany palúb.

Krok 6: Vytvorte rámy

a. 3 mm drevené laty narežte na 15 cm x 35 cm a 38 cm dlhé. Mierne upravte ich konce do správnych tvarov, aby zapadli do rámu bez medzier. Prilepte ich k sebe. Potom vytvorte ďalšie 3 rovnaké trojuholníky.

b. Odrežte niekoľko 3 mm drevených latiek správnej veľkosti. Prilepte ich (a) drevenými trojuholníkmi, aby vytvorili niekoľko rovnoramenných pravouhlých trojuholníkov rôznych veľkostí. (Týmto krokom je zvýšiť jeho vertikálnu stabilitu a krásu.)

c. Vystrihnite a prilepte niekoľko 2 mm drevených triesok k spojovacím častiam, aby ste ich spevnili.

d. Nakrájajte niekoľko 5 mm drevených latiek na 23 cm. Od seba oddeľte dva (c) drevené trojuholníky so vzdialenosťou 23 cm. Medzi trojuholníky prilepte šesť latiek. Zaistite, aby boli rovnako vzdialené. Potom urobte ďalší identický.

e. Pokračujte v použití 5 mm drevených latiek správnej veľkosti na vyplnenie priestoru medzi (d) šiestimi latami s podobnými trojuholníkovými tvarmi. Držte ich spolu. (d, e krokom je zvýšiť jeho bočnú stabilitu, ktorá by mala byť testovaná, ale z nejakých dôvodov zrušená. Takže táto štruktúra nie je pre požiadavky potrebná.)

Krok 7: Zostavenie

a. Prilepte palubu rámom. Hrot jedného rámu by mal presahovať okraj dosky, zatiaľ čo druhý sa zatiahne.

b. Odrežte jednu z dosiek (a) na dĺžku 35 cm

Krok 8: Dokonalosť

a. Na jednom konci 35 cm dlhej dosky vyvŕtajte štyri malé otvory. Na doske s dĺžkou 24 cm vyvŕtajte dva zodpovedajúce otvory. Pripojte ich pomocou závesu a skrutiek.

b. Odrežte štyri 8 mm drevené laty na 15 cm dlhé. Na každú latku vyvŕtajte otvor vo výške 12 cm. Na každú dosku prilepte dve latky rovnobežne so vzdialenosťou 18 cm. Potom odstrihnite štyri 6 cm tyčinky, aby ste posilnili „veže“.

c. Cez dve laty prilepte lúč.

d. Na jednom konci dvoch dosiek vyvŕtajte dva otvory. Cez otvory na mostíkových doskách a zvislých latách prevlečte bavlnené drôty.

e. Na konci oboch palúb vyvŕtajte šesť otvorov, aby ste sa presvedčili, že je možné ich na podpery pripevniť skrutkami.

Krok 9: Zostava obvodu

a. Odrežte dve 2 cm kocky dreva a v poslednom kroku ich prilepte k okraju sklopnej paluby. Potom prilepte prevodový motor na každú z kociek. Prilepte koniec závitu k vretenu pomocou 502.

b. Prilepte dva infračervené snímače smerom nadol k dvom priečnym lúčom (a). Prilepte ďalšie dva infračervené senzory na obe strany rámu a upravte ich tak, aby boli vhodné na detekciu lode.

c. Na jednu z latí na pohyblivej časti mosta prilepte mikro servo. Potom k nemu prilepte drevenú tyč ako bariérovú bránu.

d. Odrežte malú časť dosky a pripevnite ju k druhej lište na pohyblivej časti mosta. Na malú dosku dajte červenú a zelenú diódu.

e. Pripojte všetky vodiče a opakovane testujte, aby ste zaistili uskutočniteľnosť kódu Arduino.

Krok 10: Konečné zobrazenie systému

Ďakujeme, že ste sa obrátili na náš manuál!

Dúfame, že vám to môže poskytnúť inšpiráciu pri navrhovaní vášho pohyblivého mosta.