Ruchome maszyny: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Motion Machines to zabawne wprowadzenie do ruchu, mechanizmu i robotyki. Zestawy składają się z korpusu ze sklejki wycinanej laserowo i prostych części masowych, takich jak wolnoobrotowe motoreduktory, plastikowe akumulatory i przełączniki suwakowe. Uczniowie mogą poeksperymentować z przełączaniem rozmiaru i kształtu przystawek do kół wycinanych laserowo oraz zmianą kierunku silników, aby roboty wirowały, poruszały się i kołysały.

Ten przewodnik to wstępny szkic! Nadal pracujemy nad opracowaniem tego zabawnego narzędzia do eksploracji. Nie krępuj się przerabiać projekty i daj nam znać, co wymyślisz, eksperymentując w swoim muzeum, klasie, pracowni lub stole kuchennym.

Krok 1: Zbierz materiały i narzędzia

Kup lub odbierz następujące materiały:

2 akumulatory 1xAA

2 trójpozycyjne przełączniki suwakowe DPDT

2 motoreduktory hobby DAGU (kąt prosty)

2 drukowane piasty 3D

Wspólny podkład o wymiarach 2 stopy x 4 stopy 5 mm arkusz Lauan do korpusów wycinanych laserowo

4 orzechy #8-32

4 śruby maszynowe #8-32 x 1 1/2 cala

6 śrub #2 x 3/8 do przełączników i koncentratorów

2 wkręty do drewna #8 1/8 cala do akumulatorów

czarny i czerwony linka #26 AWG

Zbierz następujące narzędzia:

Przecinak do drutu

Narzędzie do ściągania izolacji

Lutownica

Pistolet na gorący klej

Śrubokręt krzyżakowy

Szczypce półokrągłe

Potrzebny będzie również dostęp do wycinarki laserowej i drukarki 3D. Użyliśmy Prusa i3 MX2 do drukarki 3D i lasera EXLAS z maszyn Jinan XYZ (oba w Ace Monster Toys Makerspace w Oakland).

Krok 2: Laserowe cięcie ciał

Użyj programu Illustrator i oprogramowania do cięcia laserowego, aby zaimportować załączony plik motionmachinebodies.dxf i wyciąć korpusy zgodnie z ustawieniami wycinarki laserowej.

Jeśli nie masz dostępu do wycinarki laserowej, możesz wyciąć dwa kwadraty o wymiarach 4 cale na 4 cale z arkusza lauan. Następnie wywierć otwory 3/16 cala w rogach (ustawione na dwóch arkuszach) i dwa prostokąty 0,35 cala x 0,60 w środku (na przełączniki).

Krok 3: Wydrukuj koncentratory złączy w 3D

Zaprojektowaliśmy specjalną część w Tinkercad, aby ułatwić uczniom szybkie przetestowanie różnych kształtów piast kół i zmniejszyć nacisk na małą oś silnika.

Pobierz plik motionmachinehub.stl i otwórz go w oprogramowaniu drukarki 3D. Podczas drukowania dwóch piast kół upewnij się, że najpierw wydrukowana część dobrze przylega do osi silnika. Być może trzeba będzie dostosować rozmiar części, aby upewnić się, że pasuje do silnika.

Krok 4: Podłącz obwód

Zdobądź silniki, przełącznik, akumulator, czerwony i czarny (lub dowolne dwa kolory przewodów). Odłóż na bok jeden silnik, przełącznik i akumulator.

Wytnij kawałek czerwonego drutu i kawałek czarnego drutu o długości około 3 cali. Podłącz czerwony przewód do dolnego lewego przewodu, a czarny przewód do dolnego prawego przewodu przełącznika.

Weź drugi koniec czarnego przewodu i skręć razem z odsłoniętym końcem czarnego przewodu z akumulatora. Przylutuj skręcone końce do lewego górnego przewodu przełącznika.

Weź drugi koniec czerwonego przewodu i skręć razem z odsłoniętym końcem czerwonego przewodu z akumulatora. Przylutuj skręcone końce do lewego górnego przewodu przełącznika.

Podłącz jeden czarny i jeden czerwony przewód do dwóch przewodów z tyłu motoreduktora.

Podłącz czarny przewód z silnika do prawego środkowego przewodu i podłącz czerwony przewód z silnika do lewego środkowego przewodu.

Umieść baterię w uchwycie i sprawdź, czy silnik porusza się do przodu, do tyłu i wyłącza się, gdy przełącznik znajduje się w pozycji środkowej. Jeśli to nie działa, sprawdź, czy żaden z przewodów nie styka się w środku przełącznika. Być może będziesz musiał wygiąć przewody na zewnątrz.

Powtórz te kroki dla drugiej strony.

Krok 5: Dołącz elementy do tablicy

Obróć przełącznik na bok i przełóż go przez deskę. Sprawdź, czy silnik pracuje we właściwym kierunku przed przykręceniem przełączników na górnej płycie za pomocą śrub #2 x 3/8.

Przyklej silniki na gorąco do deski tak, aby oś znajdowała się pośrodku korpusu. Postaraj się schludnie zwinąć przewody lub dodaj odrobinę gorącego kleju, aby pozostały na swoim miejscu.

Użyj wkrętów do drewna 1/8 cala, aby przymocować akumulatory w środku korpusu powyżej i poniżej przełączników suwakowych.

Przymocuj wydrukowane w 3D piasty do osi i użyj śrub nr 2, aby przymocować element do maszyny.

Krok 6: Połącz górną i dolną warstwę

Użyj nakrętek #8-32 i wkrętów do metalu, aby połączyć ze sobą górną i dolną płytę. Dopasowanie powinno być ciasne, ale nie wywierać zbyt dużego nacisku na maszynę.

Przetestuj wszystko, aby upewnić się, że działa.

Krok 7: Wytnij koła

Użyj programu Illustrator i oprogramowania do cięcia laserowego, aby zaimportować załączony plik motionmachinewheels.dxf i wyciąć korpusy zgodnie z ustawieniami wycinarki laserowej.

Kształt może być trochę trudny do uzyskania w zależności od ustawień wycinarki laserowej. Przetestuj pierwsze koło, a następnie dostosuj rozmiar, aby dobrze pasował do piasty silnika.

Jeśli nie masz dostępu do wycinarki laserowej, możesz pominąć wydrukowany element 3D, kupić prefabrykowane koła na Sparkfun i przykleić różne kształty lub materiały z recyklingu do podstawy.

Krok 8: Eksperymentuj z różnymi ruchami

Podłącz koła do maszyny i włącz silniki.

Czy potrafisz sprawić, by deska poruszała się w linii prostej?

Czy możesz zrobić małe lub duże koła?

Czy maszyna może wyglądać, jakby tańczyła?

Czy potrafisz stworzyć maszynę, która może przemierzać różne powierzchnie?

Zastanów się, w jaki sposób układ kół zmienia osobowość maszyn.

Krok 9: Dostosuj swoje maszyny

Jeśli chcesz nadać swoim deskom trochę więcej osobowości, możesz pomalować korpusy. Wykonaliśmy niestandardowe naklejki szablonowe za pomocą wycinarki do winylu Silhouette i pomalowaliśmy korpusy natryskowo.

Możesz również dodać do swoich maszyn dodatkowe elementy, takie jak markery, dzwonki, oczka Googley lub ramiona przedłużające. Te remiksy i projekty postaci mogą dodać do elementów opowiadania historii tej aktywności.

Krok 10: majstrowanie przy maszynach ruchu w klasie

Zaprojektowaliśmy te elementy jako przyjazne warsztaty z uczniami w lokalnej szkole. Testowaliśmy tablice z uczniami od przedszkola do piątej klasy, a także na East Bay Maker Faire. Uważamy, że ta aktywność może być wykorzystana zarówno jako aktywność otwarta w czasie wolnym, jak i jako pierwszy krok zintegrowana z większym programem nauczania robotyki, elektroniki lub programowania.

Podczas pracy w klasie dwóch uczniów może współdzielić jedną tablicę i współpracować przy swoich dochodzeniach. Zachęć uczniów do prowadzenia dziennika lub dziennika eksperymentów, których próbują. Ta dokumentacja może służyć do inicjowania rozmów refleksji.

Ułóż kolekcję 20-30 różnych kształtów, w tym kół, owali, gwiazd i nieregularnych kształtów we wspólnej przestrzeni roboczej. Zachęć uczniów do przetestowania różnych kombinacji piast i kierunków silników.

Możesz stworzyć arenę, po której będą się poruszały maszyny, lub tor przeszkód, po którym będą mogły się poruszać. Zabierz je na różne powierzchnie w szkole i zobacz, jak działają na różnych powierzchniach.

Ta aktywność może prowadzić do dalszych doświadczeń artystycznych, naukowych i technologicznych, takich jak maszyny do bazgrołów opracowane przez zespół Tinkering Studio, a nawet stanowić punkt wyjścia do programowania za pomocą arduino lub microbit, aby tworzyć tańczące roboty lub skręcone żółwie.

Daj nam znać, jeśli używasz Motion Machines w swoim środowisku edukacyjnym. Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć, jak ten pomysł można dostosować i zremiksować w różnych ustawieniach.

---

Prototypowanie czasu i prac badawczo-rozwojowych z uczniami Lodestar Charter School dla tych maszyn ruchu było możliwe dzięki hojnemu wsparciu grantu „Making the Future” firmy Cognizant.