Pārvietojams tilts: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Mēs esam META_XIII, kas nāk no Mičiganas Universitātes un Šanhajas Jiao Tong Universitātes Apvienotā institūta (JI). Šī demonstrējošā rokasgrāmata ir izstrādāta mūsu VG100 kursa projektam - kustīgam tiltam, ko kontrolē Arduino.

2006. gadā JI kopīgi izveidoja divas augstākās universitātes - UM un SJTU. JI vada starptautisku sadarbību izglītības jomā Ķīnā, kurā ir gan amerikāņu, gan ķīniešu izglītības stili. Tas atrodas SJTU Minhangas pilsētiņā, Šanhajas dienvidrietumos, kur apvienojas tehnoloģiju uzņēmumi.

VG100 ir divi kursu projekti, kuriem abiem nepieciešama analīze, plānošana un sadarbība. Šis kurss sagatavo studentus inženieriem ar četrām JI novērtētām kvalifikācijām, internacionalizāciju, starpdisciplināru, inovāciju un kvalitāti. Konkursā Project1 katrai grupai vajadzētu uzbūvēt "pārvietojamu tiltu" ar noteiktiem materiāliem, un bridža sniegums spēles dienā būtiski ietekmē kursa pakāpi.

Spēļu dienā visām 19 grupām vajadzētu ierasties laboratorijā JI ēkā un pabeigt vairākas testu daļas. Pirmā daļa ir funkciju pārbaude, kur tiltiem vajadzētu būt iespējai apturēt automašīnas un pēc tam atvērt, lai kuģis izietu garām. Mēs veiksmīgi pabeidzām visu procesu un ieguvām pilnu atzīmi. Pārbaužu otrā daļa ir izmēru un slodzes testi. Vairāk punktu tiks sasniegts, ja tilts būs vieglāks un nestspējīgāks. Mēs varētu izturēt 1 kg 2, 83 mm formas mainīgajos. Mēs ierindojāmies 9. vietā pēc estētikas un ierindojāmies 8. vietā svara pārbaudē.

Visbeidzot mūsu tilts ieguva 76.7 atzīmi, ierindojoties 4. vietā.

Tālāk ir sniegta noteikumu īsa versija:

A. Funkciju pārbaudes process

a. Automašīna A var izbraukt tiltu.

b. Kad A joprojām atrodas uz tilta, no apakšas tiltam tuvojas liels kuģis C.

c. Tilts var noteikt C un pacelties pēc tam, kad automašīna A atstāj tiltu, lai ļautu C iet zem tā.

d. Pēc C pārejas tilts var atgriezties normālā stāvoklī pēc 15 sekundēm.

B. Slodzes tests

Katru reizi uz tilta tiks uzlikti daži mazi svari. Svari tiek pievienoti līdz 1 kg vai līdz novirze sasniedz 4 mm, un pēc tam ierakstiet datus.

C. Izmēru pārbaude

Tilta kopējā masa (ieskaitot ķēdes daļu, izņemot baterijas) tiks reģistrēta un salīdzināta ar citām grupām.

Video saites: Noklikšķiniet šeit, lai izbaudītu mūsu spēļu dienas tilta video!

Mēs ceram, ka ievads var atstāt vispārēju iespaidu par mūsu tiltu.

1. solis: koncepcijas diagramma

2. solis: analīze

Šeit ir daži paskaidrojumi mūsu aprēķinam par tilta formas mainīgajiem, lai mēs varētu izveidot ārkārtīgi vieglu struktūru, kas teorētiski var izturēt lielāku svaru.

Šī daļa ietver zināšanas par spēka analīzi un integrāli. Mēs ceram, ka tas var palīdzēt jums saprast principu un piemērot to līdzīgām situācijām, veidojot tiltu.

3. darbība: materiālu saraksts

** Koka līmes, kokvilnas stieples, vaska amatniecības papīra un citu instrumentu cena nav iekļauta cenā.

Šeit ir hipersaite uz precēm, kuras varat iegādāties Taobao.

Arduino Uno (21,90）)

Maizes dēlis (6.24)

Savienojuma vadi (27,61)

Motora braukšanas dēlis L298N (10,43)

Infrasarkanie sensori 2-30 cm 3.3V-5V （31.00）

Mikro servo (8.81)

Pārnesumu motors (30.00)

Balsa koka dēlis (402,5)

Balsa koka līstes （232.06

Nazis (38,40)

Eņģes (12,76)

4. solis: shēmas shēma

Iepriekš parādīta īsa shēma. Vadi ar dažādām krāsām jāpievieno atbilstošajām loģiskajām atverēm. Visi sarkanie vadi nozīmē 9 V barošanas avotu. Visi melnie vadi nozīmē zemi. Zaļais vads nozīmē zaļo gaismas diodi, kā rozā vads nozīmē sarkano gaismas diodi.

Divi pārnesumkārbas, kuru ātrums ir 100 apgriezieni sekundē, piedāvā galveno spēku tilta pacelšanai. Viņus vada lēts motora vadītājs, L298N bezkodolu motora vadītājs.

Micro Servo ir paredzēts, lai pagrieztu nūju, kas neļaus automašīnai iet garām tiltam, kad tilts ir pacelts. Tas varētu pagriezties par 90 grādiem un atgriezties sākotnējā vietā.

Četri infrasarkanie sensori ir būtiski, lai noteiktu automašīnu un kuģi. Tie var būt noderīgi, lai izlemtu, kad tilts ir jāatceļ un jānoliek.

Viss process, kas atbilst funkciju testu prasībām, jāveic šādi:

· 1. sensors nosaka automašīnas A tuvošanos. 2. sensors nosaka kuģa C tuvošanos. Viņi sūta signālus uz Arduino tā, ka sarkanā gaismas diode izstaro gaismu, un Micro Servo pagriež nūju, lai apturētu B automašīnu.

· Sensors 3 nosaka automašīnas A izbraukšanu. Pēc tam Gear Motors sāk darboties un pacelt tiltu līdz atbilstošam augstumam, lai kuģis C varētu iet garām.

· 4. sensors nosaka C kuģa atiešanu. Viņi nosūta signālus Arduino. Pēc 15s intervāla Gear Motors sāk braukt atpakaļgaitā un noliek tiltu.

· Mikroservo atgriežas sākotnējā stāvoklī, un zaļā gaismas diode izstaro gaismu, lai parādītu atļauju braukt ar automašīnu B.

** Pievērsiet uzmanību, ka infrasarkanie sensori, kurus mēs izmantojam, lai izveidotu mūsu tiltu, nav pilnīgi vienādi ar iepriekš redzamo diagrammu. Mēs izvēlamies lētāku veidu, kas var būt vienlīdz noderīgs. Šāda veida attēls ir parādīts materiālu sarakstā.

5. solis: izgatavojiet klāju

a. Izgrieziet četrus 1m*120mm*3mm dēļus 50 cm garos.

b. Uzzīmējiet vairākus cieši izvietotus taisnstūra trīsstūrus, kuru izmērs ir 4 cm garš un 3 cm plats. Starp trijstūriem rezervējiet brīvu vietu 2 cm platumā un 0,5 cm platumā. Izgrieziet šos trīsstūrus ar nažiem. ** Uzmanieties, lai nesalauztu sānu.

c. Katru divu dēļu salīmējiet kopā ar koka līmi. Uzklājiet un pielīmējiet vaska amatniecības papīra gabalu abās klāju pusēs.

6. solis: izgatavojiet rāmjus

a. Izgrieziet 3 mm koka līstes 15 cm, 35 cm un 38 cm garumā. Nedaudz noregulējiet to galus atbilstošās formās, lai tie ietilptu rāmī bez starpsienām. Līmējiet tos kopā. Pēc tam izveidojiet vēl 3 identiskus trīsstūrus.

b. Izgrieziet vairākas atbilstoša izmēra 3 mm koka līstes. Pielīmējiet tos ar (a) koka trīsstūriem, lai izveidotu vairākus dažāda lieluma vienādsānu taisnstūri. (Šis solis ir palielināt tā vertikālo stabilitāti un skaistumu.)

c. Izgrieziet un pielīmējiet savienojošajām detaļām vairākas 2 mm šķeldas, lai tās pastiprinātu.

d. Izgrieziet vairākas 5 mm koka līstes 23 cm. Novietojiet divus (c) koka trīsstūrus viens no otra ar attālumu 23 cm. Starp trijstūriem pielīmējiet sešas līstes. Pārliecinieties, vai tie atrodas vienādā attālumā. Pēc tam izveidojiet vēl vienu identisku.

e. Turpiniet izmantot atbilstoša izmēra 5 mm koka līstes, lai aizpildītu vietu starp (d) sešām līstēm ar līdzīgām trigonālām formām. Salieciet tos kopā. (d, e solis ir palielināt tā sānu stabilitāti, kas, domājams, ir jāpārbauda, bet dažu iemeslu dēļ tiek atcelta. Tātad šī struktūra nav nepieciešama prasībām.)

7. solis: montāža

a. Piestipriniet klāju ar rāmi. Viena rāmja smailei vajadzētu pārsniegt tāfeles malu, bet otram ievilkties.

b. Izgrieziet vienu no (a) plāksnēm 35 cm garumā

8. solis: pilnība

a. Vienā 35 cm garā dēļa galā izurbiet četrus sīkus caurumus. Izurbiet divus atbilstošus caurumus uz 24 cm garas dēļa. Savienojiet tos ar eņģēm un skrūvēm.

b. Izgrieziet četras 8 mm koka līstes 15 cm garumā. Izurbiet caurumu uz katras līstes 12 cm augstumā. Pie katra dēļa paralēli pielīmējiet divas līstes ar 18 cm attālumu. Pēc tam nogrieziet četrus 6 cm nūjas, lai pastiprinātu “torņus”.

c. Ielīmējiet staru pāri abām līstēm.

d. Divu dēļu vienā galā izurbiet divus caurumus. Izvelciet kokvilnas stieples caur caurumiem uz tilta dēļiem un vertikālajām līstēm.

e. Abu klāju beigās izurbiet sešus caurumus, lai pārliecinātos, ka tos var piestiprināt pie balstiem ar skrūvēm.

9. solis: shēmas montāža

a. Izgrieziet divus 2 cm koka kubus un pēdējā solī pielīmējiet tos pie eņģu klāja malas. Pēc tam pielīmējiet Gear motoru attiecīgi katram kubam. Līmējiet diega galu pie vārpstas ar 502.

b. Līmējiet divus infrasarkanos sensorus uz leju līdz divām šķērssijām (a). Līmējiet vēl divus infrasarkanos sensorus abās rāmja pusēs, noregulējiet tos, lai tie būtu piemēroti kuģa noteikšanai.

c. Līmējiet mikro servo pie vienas no līstēm uz tilta kustīgās daļas. Pēc tam pielīmējiet koka nūju kā barjeras vārtus.

d. Izgrieziet nelielu maizes dēļa daļu un piestipriniet to pie otras līstes uz tilta kustīgās daļas. Uzlieciet sarkano gaismas diodi un zaļo gaismas diodi uz mazā maizes dēļa.

e. Pievienojiet visus vadus un atkārtoti pārbaudiet, lai nodrošinātu Arduino koda iespējamību.

10. darbība. Galīgais sistēmas skats

Paldies, ka atsaucāties uz mūsu rokasgrāmatu!

Mēs ceram, ka tas var sniegt jums iedvesmu, veidojot kustamo tiltu.