Sterowany robot wibracyjny Tensegrity: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Struktura Tensegrity wykonana jest z rozciągliwych kordów i sztywnych rozpórek. Po upuszczeniu lub ściśnięciu może się zginać i ściskać, a następnie powracać do pierwotnego kształtu. Ma również wysoki stopień zgodności, co oznacza, że nie zaszkodzi ludziom ani sprzętowi w pobliżu. To, wraz z jego odpornością, sprawia, że tensegrity jest użyteczną ramą dla robotów, które muszą wytrzymać wstrząsy lub skręcać się i obracać w nieregularnych przestrzeniach.

Ten ultraprosty robot powstał na podstawie pracy profesora Johna Rieffela i studentów Union College w Schenectady w stanie Nowy Jork. Tworzą roboty Tensegrity, które mają programowalne ciała. Dzięki odpowiedniej konstrukcji możesz nimi sterować za pomocą samego silnika wibracyjnego. Roboty skręcają w lewo lub w prawo w zależności od częstotliwości drgań.

Korpus tej wersji wykonany jest ze słomek do picia i gumek. Oparta jest na projekcie ozdoby świątecznej dwudziestościan tensegrity autorstwa Bre Pettisa dla strony magazynu Make w 2007 roku.

Po zbudowaniu struktury tensegrity możesz szybko złożyć obwód, aby robot się poruszał, używając:

• mały silnik wibracyjny
• ściemniacz, aby działał szybciej lub wolniej, oraz
• wskaźnik słupkowy, który pokazuje, ile mocy dostarczasz do silnika.

Kiedy podłączysz silnik do tensegrity, struktura będzie się trząść i poruszać po stole.

Swój obwód zbudowałem szybko i łatwo, używając littleBits, modułów elektronicznych, które łączą się ze sobą magnetycznie. Jeśli masz wszystkie części, możesz zbudować własnego robota Tensegrity w mniej niż godzinę. Kiedy skończysz, możesz ponownie wykorzystać littleBits w innych projektach.

Ten projekt pierwotnie pojawił się w mojej książce Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Więcej wspaniałych projektów robotyki dla dzieci i początkujących można znaleźć w mojej najnowszej książce BOTS!, wydanej przez Nomad Press.

Kieszonkowe dzieci

• 6 słomek do picia (WSKAZÓWKA: Miej pod ręką zapasowe słomki podczas pracy. Jeśli słomka się wygnie, lepiej ją wymienić niż próbować ją naprawić.)
• 6 długich gumek o długości około 5 cali
• 6 krótkich gumek (długość cala lub dwie)
• usuwalny klej, taki jak kropki kleju

• Moduły littleBits:

  • moc
  • opornik
  • wykres słupkowy
  • drut i
  • silnik wibracyjny

Krok 1: Wytnij słomki

Pokrój 6 kawałków słomy na długość nie większą niż 5 cali.

Na każdej słomce wytnij szczelinę na każdym końcu, upewniając się, że szczeliny są wyrównane (tj. Obie pionowe). Szczeliny powinny mieć głębokość ¼ cala - wystarczająco, aby utrzymać gumkę na miejscu, ale nie na tyle, aby słomka zaczęła słabnąć i wyginać się.

Krok 2: Połącz słomki

Wyrównaj 2 słomki i owiń luźno małą gumkę wokół każdego końca pary.

Zrób to samo z drugą parą słomek i wsuń je prostopadle między pierwsze 2 słomki, aby uformować kształt „X”.

Krok 3: Dodaj więcej słomek

Weź ostatnie 2 słomki i owiń małą gumką wokół jednego końca.

Przesuń je przez przecięcie pozostałych słomek, tak aby były prostopadłe do pierwszych 2 par, a następnie owiń małą gumką wokół drugiego końca.

Krok 4: Rozciągliwe gumki

Przekręć jedną parę słomek tak, aby ich szczeliny były poziome i skierowane do ciebie, jedna nad drugą. Rozciągnij długą gumową taśmę z poziomej szczeliny górnej słomki, w górę i nad parą prostopadłych słomek i do drugiego końca słomki, przepuszczając ją przez wszystkie cztery szczeliny.

Powtórz z pozostałymi słomkami.

Wyreguluj gumki, aby były równe.

Krok 5: Wytnij gumki i wyreguluj

Odetnij małe gumki, aby struktura tensegrity się otworzyła.

Dostosuj pary słomek tak, aby były równoległe i nie stykały się.

Krok 6: Złóż LittleBits

Teraz zmontuj obwód elektroniczny littleBits, który sprawi, że Twój bot tensegrity będzie działał:

• Podłącz moduł zasilania (lub „Bit”) do akumulatora.
• Podłącz moduł przełącznika ściemniacza, aby zwiększyć lub zmniejszyć napięcie.
• Podłącz moduł wykresu słupkowego do ściemniacza. To jest Bit z pięcioma rzędami miniaturowych diod LED; im więcej mocy przez niego przechodzi, tym więcej diod LED się zapala.
• Podłącz jeden lub więcej przewodów. Moduły przewodów są krótkie, więc użyj 2 lub 3, aby upewnić się, że robot ma miejsce do poruszania się.
• Na koniec dodaj silnik wibracyjny. Jest to mały krążek wielkości pigułki, z dwoma cienkimi drucikami, które łączą go z podstawą magnetyczną.

Krok 7: Niech się rusza

Aby wypróbować robota tensegrity, podłącz obwód elektroniczny do modelu słomy. Silnik wibracyjny należy ustawić tak, aby żadna elektronika nie przeszkadzała w ruchu struktury tensegrity. Zdecyduj, gdzie chcesz przymocować koniec dysku silnika. Użyj taśmy lub innego kleju, aby przytrzymać go na jednej ze słomek. Rozciągnij przewód silnika wzdłuż słomki i przymocuj do niego podstawę silnika i podstawę drutu. Włącz silnik i powoli zwiększaj moc za pomocą ściemniacza. Zaczniesz widzieć, jak gumki wibrują ze współczucia, a twój robot tensegrity powinien zacząć tańczyć po stole. Sprawdź, czy możesz sterować nim w prawo iw lewo, dostosowując moc. Jeśli twój robot się nie porusza, spróbuj zamocować silnik wyżej lub niżej na konstrukcji. Przesunięcie środka ciężkości robota nieco poza środek może pomóc w pokonaniu jego bezwładności. Teraz, gdy robot działa, poeksperymentuj z umieszczeniem silnika w różnych miejscach na strukturze tensegrity – w środku, w rogu – aby zobaczyć, która pozycja zapewnia najbardziej niezawodne i interesujące ruchy. Zmienianie prędkości i umiejscowienia silnika spowoduje różne rodzaje ruchu, dając robotowi rodzaj fizycznej inteligencji. DALEJ Podczas gdy ten prosty robot tensegrity porusza się poprzez wibracje, zaawansowane roboty poruszają się, napinając kable i zmieniając kształt, aby mogły się toczyć. W przypadku jeszcze większego wyzwania zastanów się, jak zaprojektować swojego robota, aby robił to samo. Lub wyjdź z etapu prototypowania i zbuduj nową wersję tego obwodu bez użycia littleBits. Zaczynając tutaj, będziesz na dobrej drodze do tworzenia własnych zaawansowanych robotów tensegrity.