Kustības mašīnas: 10 soļi (ar attēliem)

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

Kustības mašīnas sniedz rotaļīgu ievadu kustībā, mehānismā un robotikā. Komplektus veido saplākšņa saplākšņa korpuss un vienkāršas lielapjoma detaļas, piemēram, lēni kustīgi pārnesumkārbas motori, plastmasas akumulatori un bīdāmie slēdži. Izglītojamie var eksperimentēt, mainot lāzera griezuma riteņu stiprinājumu izmēru un formu un mainot motoru virzienu, lai izveidotu robotus, kas griežas, skrāpē un mirdz.

Šī rokasgrāmata ir aptuvens projekts! Mēs joprojām strādājam, lai izstrādātu šo rotaļīgo izpētes rīku. Jūtieties brīvi, lai remiksētu dizainu un darītu mums zināmu, ko jūs izdomājat, eksperimentējot savā muzejā, klasē, veidotāja telpā vai virtuves galdā.

1. darbība: apkopojiet materiālus un instrumentus

Pērciet vai savāciet šādus materiālus:

2 1xAA bateriju komplekti

2 trīs pozīciju DPDT bīdāmie slēdži

2 DAGU hobija pārnesumkārbas (taisnā leņķī)

2 3D drukāti centrmezgli

2 pēdu x 4 pēdu kopēja apakšklāja 5 mm Lauan loksne lāzergrieztiem korpusiem

4 #8-32 rieksti

4 #8-32 x 1 1/2 mašīnas skrūves

6 #2 x 3/8 skrūves slēdžiem un centrmezgliem

2 #8 1/8 koka skrūvēs akumulatoru blokiem

melnā un sarkanā dzīslu stieple #26 AWG

Savāc šādus rīkus:

Stiepļu griezējs

Stiepļu noņēmējs

Lodāmurs

Karstās līmes pistole

Philips galvas skrūvgriezis

Adatu deguna knaibles

Jums būs nepieciešama arī pieeja lāzera griezējam un 3D printerim. Mēs izmantojām Prusa i3 MX2 3D printerim un EXLAS lāzeru no Jinan XYZ mašīnām (abas Ace Monster Toys Makerspace Oklendā.

2. solis: ķermeņu lāzergriešana

Izmantojiet ilustratoru un lāzergriešanas programmatūru, lai importētu pievienoto failu motionmachinebodies.dxf un nogrieztu ķermeņus atbilstoši lāzera griezēja iestatījumiem.

Ja jums nav piekļuves lāzera griezējam, varat izgriezt divus lauanas lapas kvadrātus 4x4 collas. Pēc tam stūros izurbiet 3/16 collas caurumus (izkārtoti uz divām loksnēm) un divus 0,35 x 0,60 taisnstūros vidū (slēdžiem).

3. darbība. 3D drukājiet savienotājmezglus

Mēs izveidojām īpašu daļu Tinkercad, lai skolēniem būtu vieglāk ātri pārbaudīt dažādu formu riteņu rumbas un mazināt spiedienu uz mazo motora asi.

Lejupielādējiet failu motionmachinehub.stl un atveriet to savā 3D printera programmatūrā. Drukājot abus riteņu rumbas, pārbaudiet, vai drukātā daļa vispirms cieši pieguļ motora asij. Jums, iespējams, būs jāpielāgo detaļas izmērs, lai pārliecinātos, ka tā atbilst motoram.

4. solis: pievienojiet ķēdi

Iegādājieties motorus, slēdzi, akumulatoru, sarkanu un melnu (vai jebkuru divu krāsu vadu). Atlieciet vienu motoru, slēdzi un akumulatoru.

Izgrieziet apmēram 3 collu garu sarkanas stieples gabalu un melnas stieples gabalu. Savienojiet sarkano vadu ar apakšējo kreiso vadu un melno vadu ar slēdža apakšējo labo vadu.

Paņemiet melnā stieples otru galu un pagrieziet kopā ar melno vadu no akumulatora bloka. Lodējiet savītus galus līdz slēdža augšējam kreisajam vadam.

Paņemiet sarkano vadu otru galu un pagrieziet kopā ar sarkano vadu no akumulatora bloka. Lodējiet savītus galus līdz slēdža augšējam kreisajam vadam.

Pievienojiet vienu melnu un vienu sarkanu vadu diviem vadiem, kas atrodas pārnesumotora aizmugurē.

Pievienojiet melno vadu no motora labajam vidējam vadam un sarkano vadu no motora līdz kreisajam vidējam vadam.

Ievietojiet akumulatoru turētājā un pārbaudiet, vai motors virzās uz priekšu, atpakaļ un izslēdzas, kad slēdzis atrodas vidējā stāvoklī. Ja tas nedarbojas, pārbaudiet, vai neviens no vadiem nepieskaras slēdža vidū. Jums, iespējams, nāksies saliekt vadus uz āru.

Atkārtojiet šīs darbības otrai pusei.

5. solis: piestipriniet elementus pie tāfeles

Pagrieziet slēdzi uz sāniem un izvelciet to caur dēli. Pārbaudiet, vai motors darbojas pareizajā virzienā, pirms skrūvējat augšējā paneļa slēdžus ar #2 x 3/8 skrūvēm.

Karsti pielīmējiet motorus pie tāfeles tā, lai ass atrastos korpusa centrā. Mēģiniet kārtīgi ievilkt vadus vai pievienot karstu līmi, lai tie paliktu vietā.

Izmantojiet 1/8 koka skrūvēm, lai akumulatora blokus piestiprinātu korpusa centrā virs un zem slīdņa slēdžiem.

Pievienojiet 3D drukātos rumbas pie asīm un izmantojiet #2 skrūves, lai nostiprinātu gabalu pie iekārtas.

6. solis: savienojiet augšējo un apakšējo slāni

Izmantojiet uzgriežņus #8-32 un mašīnas skrūves, lai savienotu augšējos un apakšējos dēļus kopā. Piemērotībai jābūt cieši pieguļošai, bet neizdarot pārāk lielu spiedienu uz mašīnu.

Pārbaudiet visu, lai pārliecinātos, ka tas darbojas.

7. solis: grieziet riteņus

Izmantojiet ilustratoru un lāzergriešanas programmatūru, lai importētu pievienoto failu motionmachinewheels.dxf un nogrieztu ķermeņus atbilstoši lāzera griezēja iestatījumiem.

Forma var būt nedaudz sarežģīta, atkarībā no jūsu griezēja iestatījumiem. Pārbaudiet pirmo riteni un pēc tam noregulējiet tā izmēru, lai tas cieši pieguļ motora rumbai.

Ja jums nav piekļuves lāzera griezējam, varat izlaist 3D drukāto gabalu, nopirkt saliekamos riteņus vietnē Sparkfun un pielīmēt pie pamatnes dažādas formas vai pārstrādātus materiālus.

8. darbība: eksperimentējiet ar dažādām kustībām

Pievienojiet riteņus mašīnai un ieslēdziet motorus.

Vai jūs varat likt dēli ceļot taisnā līnijā?

Vai varat izveidot mazus vai lielus apļus?

Vai mašīna var izskatīties kā dejojoša?

Vai jūs varat izgatavot mašīnu, kas var šķērsot dažādas virsmas?

Padomājiet par veidiem, kā riteņu izvietojums maina mašīnu personību.

9. solis: pielāgojiet savas mašīnas

Ja vēlaties saviem dēļiem pievienot nedaudz vairāk personības, varat krāsot ķermeņus. Mēs izgatavojām pielāgotas trafareta uzlīmes, izmantojot silueta vinila griezēju, un korpusi tika krāsoti ar aerosolu.

Jūtieties brīvi, lai mašīnām pievienotu arī papildu elementus, piemēram, marķierus, zvaniņus, google acis vai pagarinātājus. Šie remiksi un rakstzīmju noformējumi var papildināt šīs aktivitātes stāstīšanas elementus.

10. solis: lāpīšana ar kustību mašīnām klasē

Mēs veidojām šos elementus kā draudzīgu semināru ar vietējās skolas skolēniem. Mēs pārbaudījām dēļus ar skolēniem no bērnudārza līdz piektajai klasei, kā arī East Bay Maker Faire. Mēs domājam, ka šo aktivitāti var izmantot gan kā beztermiņa aktivitāti brīvajā laikā, gan arī kā pirmo soli integrēt plašākā robotikas, elektronikas vai programmēšanas programmā.

Strādājot klases vidē, divi skolēni var koplietot vienu dēli un sadarboties izmeklēšanā. Mudiniet skolēnus saglabāt žurnālu vai žurnālu par to, kādus eksperimentus viņi izmēģina. Šo dokumentāciju var izmantot pārdomu sarunu sākšanai.

Kopīgajā darba telpā sakārtojiet 20-30 dažādu formu rumbu kolekciju, ieskaitot apļus, ovālus, zvaigznes un neregulāras formas. Mudiniet studentus izmēģināt dažādas motoru rumbu un virzienu kombinācijas.

Jūs varat izveidot arēnu mašīnu pārvietošanai vai šķēršļu joslu, lai tās varētu šķērsot. Nogādājiet tos uz dažādām skolas virsmām un redziet, kā tās darbojas uz dažādām virsmām.

Šī aktivitāte var novest pie tālākas mākslas, zinātnes un tehnoloģiju pieredzes, piemēram, rakstīšanas mašīnas, ko izstrādājusi Tinkering Studio komanda, un pat kļūt par zema sliekšņa ieejas punktu programmēšanā ar arduino vai mikrobitu, lai izveidotu dejojošus robotus vai savītus bruņurupučus.

Informējiet mūs, ja izmantojat kustību mašīnas savā izglītības vidē. Mēs ceram redzēt, kā šo ideju var pielāgot un sajaukt dažādiem iestatījumiem.

---

Prototipēšanas laiks un pētniecība un attīstība ar Lodestar hartas skolas studentiem šīm kustīgajām mašīnām tika nodrošināta, pateicoties dāsnajam Cognizant “Making the Future” stipendijas atbalstam.