Řiditelný vibrační robot Tensegrity: 7 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Struktura tensegrity je vyrobena z pružných šňůr a tuhých vzpěr. Při pádu nebo stlačení se může ohnout a stlačit a poté se vrátit zpět do tvaru. Má také vysoký stupeň shody, což znamená, že nepoškodí lidi ani vybavení kolem něj. Díky své odolnosti je tensegrity užitečným rámcem pro roboty, kteří musí odolávat nárazům nebo kroucení a otáčet se nepravidelnými prostory.

Tento ultra jednoduchý robot je založen na práci profesora Johna Rieffela a studentů Union College v Schenectady, NY. Vytvářejí tensegrity roboty, kteří mají programovatelná těla. Se správným designem je můžete řídit pouze vibračním motorem. Roboti se otáčejí doleva nebo doprava v závislosti na frekvenci vibrací.

Tělo této verze je vyrobeno ze slámek na pití a gumiček. Je založen na tensegrity icosahedron prázdninovém ornamentu projektu Bre Pettis pro webové stránky časopisu Make v roce 2007.

Jakmile vytvoříte strukturu tensegrity, můžete rychle sestavit obvod, aby se váš robot mohl pohybovat pomocí:

• malý vibrační motor
• přepínač stmívače, aby běžel rychleji nebo pomaleji, a
• indikátor sloupcového grafu, který ukazuje, kolik energie dodáváte motoru.

Když připojíte motor k tensegrity, struktura se otřese a bude se pohybovat po stole.

Svůj obvod jsem postavil rychle a snadno pomocí bitBits, elektronických modulů, které se k sobě magneticky přichytávají. Pokud máte všechny díly, můžete si postavit vlastního robota Tensegrity za méně než hodinu. Až budete hotovi, můžete LittleBits znovu použít v jiných projektech.

Tento projekt se původně objevil v mé knize Making Simple Robots: Exploring the Cut-Edge Robotics with Everyday Stuff. Další skvělé robotické projekty pro děti a začátečníky najdete v mé nejnovější knize BOTS! Od Nomad Press.

Zásoby

• 6 brček na pití (TIP: Při práci mějte po ruce nějaké náhradní brčko. Pokud se sláma ohne, je lepší ji vyměnit, než se ji pokoušet opravit).
• 6 dlouhých gumiček, zhruba 5 palců dlouhé
• 6 krátkých gumiček - jeden nebo dva palce dlouhé
• odnímatelné lepidlo, například lepicí tečky

• moduly LittleBits:

  • Napájení
  • stmívač
  • sloupcový graf
  • drát, a
  • vibrační motor

Krok 1: Nakrájejte slámy

Nakrájejte 6 kusů slámy na maximálně 5 palců.

Na každé slámě vyřízněte štěrbinu na obou koncích a ujistěte se, že jsou štěrbiny zarovnány (tj. Obě svisle). Štěrbiny by měly být ¼ hluboké - natolik, aby držely gumičku na místě, ale ne tolik, aby sláma začala slábnout a ohýbat se.

Krok 2: Připojte slámy

Srovnejte 2 brčka a kolem každého konce páru volně omotejte malou gumičku.

Totéž proveďte s druhým párem brček a kolmo je zasuňte mezi první 2 brčka a vytvořte tvar „X“.

Krok 3: Přidejte další slámy

Vezměte poslední 2 brčka a omotejte kolem jednoho konce malou gumičku.

Protáhněte je průsečíkem ostatních brček tak, aby byly kolmé na první 2 páry, a poté druhý konec obtočte malou gumičkou.

Krok 4: Natáhněte gumové pásy

Otočte jeden pár brček tak, aby jejich štěrbiny byly vodorovné a směřovaly k vám, jedna nad druhou. Natáhněte dlouhý gumový pásek z horizontální štěrbiny horní slámy nahoru a přes dvojici kolmých brček a na druhý konec slámy a protáhněte ji všemi čtyřmi štěrbinami.

Opakujte se zbývajícími brčky.

Upravte gumičky tak, aby byly rovnoměrné.

Krok 5: Odřízněte gumové pásy a upravte je

Odřízněte malé gumičky, aby se tensegrity struktura otevřela.

Upravte páry brček tak, aby byly rovnoběžné a nedotýkaly se.

Krok 6: Sestavte LittleBits

Nyní sestavte elektronický obvod littleBits, díky kterému bude váš tensegrity bot fungovat:

• Připojte napájecí modul (nebo „bit“) k baterii.
• Připojte modul stmívače pro zvýšení nebo snížení napětí.
• Připojte modul sloupcového grafu k přepínači stmívače. Toto je kousek s pěti řadami miniaturních LED diod; čím více energie prochází, tím více LED svítí.
• Připojte jeden nebo více vodičů. Drátové moduly jsou krátké, takže pomocí 2 nebo 3 zajistěte, aby měl váš robot prostor k pohybu.
• Nakonec přidejte vibrační motor. Jedná se o malý disk o velikosti pilulky se 2 tenkými dráty, které jej připevňují k magnetické základně.

Krok 7: Přesuňte se

Chcete -li vyzkoušet svého tensegrity robota, připojte svůj elektronický obvod k modelu slámy. Umístěte vibrující motor tak, aby žádná z elektroniky nepřekážela pohybu tensegritové struktury. Rozhodněte se, kam chcete připojit konec disku vašeho motoru. Pomocí pásky nebo jiného lepidla ji přidržte na jedné ze brček. Natáhněte vodič motoru podél brčka a připevněte k němu základnu motoru a základnu drátu. Zapněte motor a pomalu zvyšte výkon stmívačem. Začnete vidět, jak gumičky soucitně vibrují, a váš tensegrity robot by se měl začít třást podél stolu. Zjistěte, zda můžete upravit sílu doleva a doprava. Pokud se váš robot nepohybuje, zkuste motor připevnit výše nebo níže na konstrukci. Přesunutí těžiště robota trochu mimo střed může pomoci překonat jeho setrvačnost. Nyní, když robot funguje, experimentujte s umístěním motoru na různá místa ve struktuře tensegrity - uprostřed, mimo jeden roh - abyste zjistili, která poloha produkuje nejspolehlivější a nejzajímavější pohyby. Změna rychlosti a umístění motoru bude produkovat různé druhy pohybu, což dává robotovi určitou fyzickou inteligenci. DÁL DÁL Zatímco tento jednoduchý tensegrity robot prochází vibracemi, pokročilí roboti tensegrity se pohybují stažením kabelů a změnou tvaru, aby se mohli pohybovat. Pro ještě větší výzvu přemýšlejte o tom, jak byste mohli navrhnout svého robota, aby udělal to samé. Nebo se vymanit z fáze prototypování a postavit novou verzi tohoto okruhu bez použití littleBits. Začněte zde a budete na dobré cestě k výrobě vlastních pokročilých tensegrity robotů.