Pohybové stroje: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Pohybové stroje poskytujú hravý úvod do pohybu, mechanizmu a robotiky. Súpravy sa skladajú z tela preglejky vyrezávanej laserom a jednoduchých hromadných dielov, ako sú pomaly sa pohybujúce prevodové motory, plastové sady batérií a posuvné spínače. Žiaci môžu experimentovať so zmenou veľkosti a tvaru laserom rezaných nástavcov kolies a so zmenou smeru motorov, aby sa z nich robili roboty, ktoré sa točia, skákajú a trblietajú sa.

Táto príručka je hrubý koncept! Na vývoji tohto hravého nástroja na prieskum stále pracujeme. Neváhajte remixovať návrhy a dajte nám vedieť, na čo prídete, keď budete experimentovať vo svojom múzeu, triede, makerspace alebo kuchynskom stole.

Krok 1: Zhromaždite materiály a nástroje

Kúpte alebo zbierajte nasledujúce materiály:

2 batérie 1xAA

2 trojpolohové posuvné prepínače DPDT

2 hobby prevodové motory DAGU (pravý uhol)

2 3D tlačené rozbočovače

2ft x 4ft spoločná podložka 5 mm Lauan list pre laserom rezané telá

4 #8-32 orechov

4 strojné skrutky č. 8-32 x 1 1/2 palca

6 #2 x 3/8 skrutiek pre spínače a rozbočovače

2 #8 1/8 do skrutiek do dreva pre batérie

čierny a červený lanko č. 26 AWG

Zozbierajte nasledujúce nástroje:

Drôtová rezačka

Odizolovač drôtu

Spájkovačka

Horúca lepiaca pištoľ

Hlavný skrutkovač Philips

Ihlové kliešte na nos

Budete tiež potrebovať prístup k laserovej rezačke a 3D tlačiarni. Na 3D tlačiareň sme použili Prusa i3 MX2 a laser EXLAS od strojového zariadenia Jinan XYZ (oba v Ace Monster Toys Makerspace v Oaklande.

Krok 2: Laserové rezanie tiel

Na importovanie priloženého súboru motionmachinebodies.dxf použite softvér ilustrátora a laserového rezača a odrežte telá podľa nastavení vašej laserovej rezačky.

Ak nemáte prístup k laserovej rezačke, môžete vystrihnúť dva štvorce 4 x 4 palce lauanového listu. Potom v rohoch vyvŕtajte otvory 3/16 palca (zarovnané na dvoch listoch) a dva 0,35 x 0,60 do obdĺžnikov v strede (pre prepínače).

Krok 3: 3D tlač spojovacích hláv

Navrhli sme špeciálnu časť v Tinkercad, aby bolo pre študentov jednoduchšie rýchlo vyskúšať rôzne tvarované náboje kolies a uvoľniť časť tlaku na malú os motora.

Stiahnite si súbor motionmachinehub.stl a otvorte ho v softvéri 3D tlačiarne. Pri tlači dvoch nábojov kolies skontrolujte, či je tlačená časť najskôr tesne na osi motora. Možno budete musieť upraviť veľkosť dielu, aby sa ubezpečil, že sa zmestí na motor.

Krok 4: Pripojte obvod

Získajte motory, vypínač, batériu, červenú a čiernu (alebo akékoľvek dve farby drôtu). Odložte jeden motor, spínač a batériu.

Odrežte kus červeného drôtu a kúsok čierneho drôtu asi 3 palce. Pripojte červený vodič k ľavému spodnému vodiču a čierny vodič k pravému spodnému vodiču spínača.

Vezmite druhý koniec čierneho vodiča a otočte ho spolu s odhaleným koncom čierneho vodiča z batérie. Skrútené konce spájkujte do ľavého horného vývodu spínača.

Vezmite druhý koniec červeného drôtu a otočte ho spolu s odhaleným koncom červeného vodiča z batérie. Skrútené konce spájkujte do ľavého horného vývodu spínača.

Pripojte jeden čierny a jeden červený vodič k dvom vodičom na zadnej strane prevodového motora.

Pripojte čierny vodič z motora k pravému strednému vodiču a červený vodič z motora k ľavému strednému vodiču.

Vložte batériu do držiaka a vyskúšajte, či sa motor pohybuje dopredu, dozadu a vypína, keď je spínač v strednej polohe. Ak to nefunguje, uistite sa, že sa žiadny z drôtov nedotýka stredu spínača. Možno budete musieť ohnúť zvody von.

Opakujte tieto kroky pre druhú stranu.

Krok 5: Pripojte prvky k doske

Otočte spínač na stranu a prevlečte ho doskou. Pred zaskrutkovaním spínačov na hornej doske pomocou skrutiek č. 2 x 3/8 vyskúšajte, či motor beží správnym smerom.

Motory za tepla prilepte k doske tak, aby bola náprava v strede tela. Skúste drôty úhľadne zastrčiť alebo pridať kúsok horúceho lepidla, aby zostali na svojom mieste.

Pomocou skrutiek do dreva 1/8 pripevnite sady batérií v strede tela nad a pod posuvnými prepínačmi.

Pripojte 3D tlačené náboje k nápravám a pomocou skrutiek č. 2 pripevnite kus k stroju.

Krok 6: Pripojte hornú a dolnú vrstvu

Na prepojenie hornej a spodnej dosky dohromady použite matice #8-32 a skrutky do skrutiek. Fitment by mal byť pohodlný, ale nemal by na stroj vyvíjať príliš veľký tlak.

Otestujte všetko, aby ste sa presvedčili, že to funguje.

Krok 7: Vyrežte kolesá

Na importovanie priloženého súboru motionmachinewheels.dxf použite softvér ilustrátora a laserového rezača a orežte telá podľa nastavení vašej laserovej rezačky.

V závislosti od nastavení vášho laserového rezača môže byť tvar trochu zložitý. Vyskúšajte prvé koleso a potom upravte veľkosť tak, aby tesne sedela na náboji motora.

Ak nemáte prístup k laserovej rezačke, môžete 3D vytlačený kus preskočiť, kúpiť si montované kolieska na Sparkfun a na základňu prilepiť rôzne tvary alebo recyklované materiály.

Krok 8: Experimentujte s rôznymi pohybmi

Pripojte kolesá k stroju a zapnite motory.

Môžete nechať dosku cestovať po priamke?

Dokážete vytvoriť malé alebo veľké kruhy?

Môže stroj vyzerať, že tancuje?

Môžete vyrobiť stroj, ktorý dokáže prechádzať rôznymi povrchmi?

Zamyslite sa nad spôsobmi, akými usporiadanie kolies mení osobnosť strojov.

Krok 9: Prispôsobte si svoje stroje

Ak chcete svojim doskám dodať trochu viac osobnosti, môžete telá vymaľovať. Nálepky na šablónu sme vyrobili na mieru pomocou vinylovej rezačky Silhouette a telá namaľovali sprejom.

Nebojte sa do svojich strojov pridať aj ďalšie prvky, ako sú značky, zvončeky, googley oči alebo predlžovacie ramená. Tieto remixy a návrhy postáv môžu prispieť k príbehovým prvkom tejto činnosti.

Krok 10: Tinkering with Motion Machines in the Classroom

Tieto prvky sme navrhli tak, aby to bol priateľský workshop so študentmi miestnej školy. Tabule sme testovali so žiakmi od materskej školy po piatu triedu, ako aj v spoločnosti East Bay Maker Faire. Myslíme si, že túto aktivitu je možné použiť ako otvorenú aktivitu vo voľnom čase, ako aj ako prvý krok integrovať do väčších osnov robotiky, elektroniky alebo programovania.

Pri práci v triede môžu dvaja študenti zdieľať jednu tabuľu a spolupracovať na svojich vyšetrovaniach. Povzbudzujte študentov, aby si písali denník alebo denník o tom, aké experimenty skúšajú. Túto dokumentáciu je možné použiť na nasadenie konverzácií reflexie.

V spoločnom pracovnom priestore usporiadajte zbierku 20-30 rozličných nábojov vrátane kruhov, oválov, hviezd a nepravidelných tvarov. Povzbuďte študentov, aby vyskúšali rôzne kombinácie nábojov a smerov motorov.

Môžete vytvoriť arénu, v ktorej sa stroje môžu pohybovať, alebo prekážkovú dráhu, ktorou môžu prechádzať. Vezmite ich na rôzne povrchy v okolí školy a zistite, ako fungujú na rôznych povrchoch.

Táto aktivita môže viesť k ďalším skúsenostiam z umenia, vedy a techniky, ako sú čmáracie stroje vyvinuté tímom Tinkering Studio, a dokonca môže byť nízkym prahovým vstupným bodom pre programovanie s arduino alebo mikrobitom na výrobu tanečných robotov alebo skrútených korytnačiek.

Dajte nám vedieť, či vo svojom vzdelávacom prostredí používate pohyblivé stroje. Tešíme sa na to, ako bude možné tento nápad prispôsobiť a remixovať pre rôzne nastavenia.

---

Prototypovanie času a výskumu a vývoja so študentmi Charest School Lodestar pre tieto pohybové stroje bolo možné umožniť vďaka štedrej podpore grantu Cognizant „Making the Future“.