Pohyblivý most: 10 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jsme META_XIII, pocházející z University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Tento demonstrativní manuál je vytvořen pro náš design kurzu VG100, pohyblivý most ovládaný Arduinem.

Společnost JI byla společně založena v roce 2006 dvěma předními univerzitami, UM a SJTU. JI vede v Číně mezinárodní spolupráci v oblasti vzdělávání, která zahrnuje jak americký, tak čínský vzdělávací styl. Nachází se v kampusu Minhang SJTU, jihozápadně v Šanghaji, kde se shlukují technologické společnosti.

Ve VG100 existují dva kurzy, z nichž oba vyžadují analýzu, plánování a spolupráci. Tento kurz připravuje studenty na inženýry se 4 kvalifikacemi, které JI oceňuje, internacionalizace, interdisciplinární, inovace a kvalita. V soutěži Project1 by každá skupina měla postavit „pohyblivý most“se zadanými materiály a výkon mostu v den hry má velký vliv na hodnocení kurzu.

V den hry by mělo všech 19 skupin přijít do laboratoře v budově JI a dokončit několik částí testů. První část je funkční test, kde by mosty měly být schopné zastavit auta a poté se otevřít, aby mohla loď projet. Celý proces jsme úspěšně dokončili a získali plnou známku. Druhou částí testů jsou testy velikosti a zatížení. Více bodů bude dosaženo, pokud je most lehčí a lépe nosný. Mohli bychom nést 1 kg ve tvaru proměnných 2,83 mm. Z hlediska estetiky jsme se umístili na 9. místě a ve váhovém testu jsme obsadili 8. místo.

Nakonec náš most získal známku 76,7, což je 4. místo.

Níže je uvedena krátká verze pravidel:

A. Proces funkčního testu

A. Automobil A může projet mostem.

b. Když je A stále na mostě, zespodu se k mostu přiblíží velká loď C.

C. Most dokáže detekovat C a sám se zvedne poté, co auto A opustí most a nechá C projet pod ním.

d. Po průchodu C se můstek může vrátit do normálu za 15 s.

B. Zátěžový test

Pokaždé bude na můstek položeno několik malých závaží o 100 g více. Váhy se sčítají do 1 kg nebo dokud průhyb nedosáhne 4 mm, a poté data zaznamenají.

C. Test velikosti

Celková hmotnost můstku (včetně obvodové části kromě baterií) bude zaznamenána a porovnána s jinými skupinami.

Odkazy na video: Kliknutím sem si užijete naše video z gameday bridge!

Doufáme, že úvod ve vás může zanechat celkový dojem o našem mostě.

Krok 1: Koncepční diagram

Krok 2: Analýza

Zde je několik vysvětlení pro náš výpočet tvarových proměnných mostu, abychom mohli navrhnout extrémně lehkou konstrukci, která teoreticky může mít větší váhu.

Tato část zahrnuje znalost silové analýzy a integrálu. Doufáme, že vám to pomůže pochopit princip a aplikovat jej na podobné situace, když stavíte most.

Krok 3: Seznam materiálů ：

** Cena lepidla na dřevo, bavlněných drátků, voskového řemeslného papíru a dalších nástrojů není zahrnuta.

Zde je několik hypertextových odkazů na položky, které si můžete koupit v Taobao.

Arduino Uno 21,90）

Breadboard （6,24）

Připojovací vodiče （27,61）

Motor Driving Board L298N （10,43）

Infračervené snímače 2-30cm 3,3V-5V （31,00）

Micro Servo (8,81）)

Převodový motor （30,00）

Dřevěná deska Balsa （402,5）

Balzová dřevěná lišta （232,06）

Nůž （38,40）

Kloub （12,76）

Krok 4: Schéma zapojení

Nahoře je uvedeno krátké schéma zapojení. Dráty s různými barvami by měly být připojeny k odpovídajícím logickým ústí. Všechny červené vodiče znamenají napájení 9V. Všechny černé dráty znamenají zem. Zelený vodič znamená zelenou LED, zatímco růžový vodič znamená červenou LED.

Hlavní sílu při zvedání mostu nabízejí dva převodové motory, které mají 100 otáček za sekundu. Pohání je levný ovladač motoru, bezjádrový motor L298N.

Micro Servo je navrženo tak, aby otáčelo hůlkou, která zabrání autu projet mostem, když byl most zvednut. Mohlo by se to otočit o 90 stupňů a vrátit se na původní místo.

Při detekci auta a lodi jsou zásadní čtyři infračervené senzory. Mohou být užitečné při rozhodování o tom, kdy by měl být most zvednut a položen.

Celý proces, který splňuje požadavky na funkční testy, by měl být proveden následovně:

· Senzor 1 detekuje přiblížení auta A. Senzor 2 detekuje přiblížení lodi C. Vysílají signály do Arduina tak, že červená LED vydává světlo a Micro Servo otáčí páčkou, aby zastavilo auto B.

· Senzor 3 detekuje odjezd vozu A. Poté začnou běžet převodové motory a zvednou most do správné výšky pro průlet lodi C.

· Senzor 4 detekuje odlet lodi C. Odesílají signály do Arduina. Po uplynutí 15 s začnou převodové motory couvat a odložit most.

· Micro Servo se vrací do původního stavu a zelená LED dioda vydává světlo, které ukazuje povolení projíždění vozu B.

** Věnujte pozornost tomu, že infračervené senzory, které používáme ke stavbě mostu, nejsou úplně stejné jako na obrázku výše. Vybíráme druh levnějšího, který může být stejně užitečný. Obrázek tohoto druhu je uveden v seznamu materiálů.

Krok 5: Vyrobte palubu

A. Odřízněte čtyři desky 1 m*120 mm*3 mm na 50 cm dlouhé.

b. Nakreslete několik těsně rozmístěných pravoúhlých trojúhelníků o velikosti 4 cm na délku a 3 cm na šířku. Vyhraďte si prostor 2 cm široký na každé straně a 0,5 cm široký mezi trojúhelníky. Tyto trojúhelníky vystřihněte noži. ** Dávejte pozor, abyste nezlomili bok.

C. Přilepte každé dvě desky k sobě lepidlem na dřevo. Položte a nalepte kousek voskového řemeslného papíru na obě strany paluby.

Krok 6: Vyrobte rámy

A. Dřevěné latě 3 mm nastříhejte na 15 cm x 35 cm a 38 cm dlouhé. Mírně upravte jejich konce do správných tvarů, aby se vešly do rámu bez překážek. Přilepte je k sobě. Poté vytvořte další 3 stejné trojúhelníky.

b. Odřízněte několik 3mm dřevěných latí správné velikosti. Přilepte je k (a) dřevěným trojúhelníkům a vytvořte několik rovnoramenných pravoúhlých trojúhelníků různých velikostí. (Tento krok má zvýšit jeho vertikální stabilitu a krásu.)

C. Odřízněte a přilepte několik 2mm dřevěných třísek na spojovací části, abyste je zpevnili.

d. Odřízněte několik 5mm dřevěných latí na 23 cm. Od sebe oddělte dva (c) dřevěné trojúhelníky se vzdáleností 23 cm. Mezi trojúhelníky nalepte šest latí. Ujistěte se, že jsou ve stejné vzdálenosti. Poté vytvořte další stejný.

E. Pokračujte v používání 5mm dřevěných latí správné velikosti k vyplnění prostoru mezi (d) šesti latěmi s podobnými trojúhelníkovými tvary. Přilepte je k sobě. (D, e krok je zvýšit jeho boční stabilitu, která má být testována, ale z nějakých důvodů zrušena. Takže tato struktura je pro požadavky zbytečná.)

Krok 7: Sestavení

A. Přilepte palubu k rámu. Hrot jednoho rámečku by měl přesahovat okraj desky, zatímco druhý se zatáhne.

b. Odřízněte jednu z desek (a) na délku 35 cm

Krok 8: Dokonalost

A. Na jednom konci desky o délce 35 cm vyvrtejte čtyři malé otvory. Na desce dlouhé 24 cm vyvrtejte dva odpovídající otvory. Spojte je pomocí závěsu a šroubů.

b. Odřízněte čtyři 8mm dřevěné latě na 15 cm dlouhou. Na každé latě vyvrtejte otvor ve výšce 12 cm. Na každou desku nalepte dvě latě paralelně se vzdáleností 18 cm. Poté ustřihněte čtyři tyče o průměru 6 cm, abyste vyztužili „věže“.

C. Přilepte paprsek přes dvě latě.

d. Na jednom konci dvou desek vyvrtejte dva otvory. Provlékněte bavlněné dráty otvory na můstkových deskách a svislých latích.

E. Na konci obou palubek vyvrtejte šest otvorů, abyste se ujistili, že je lze na opěrách připevnit šrouby.

Krok 9: Sestava obvodu

A. V posledním kroku nařízněte dvě 2 cm dřevěné kostky a přilepte je k okraji sklopné paluby. Poté ke každé kostce přilepte převodový motor. Přilepte konec závitu k vřetenu pomocí 502.

b. Přilepte dva infračervené senzory směrem dolů ke dvěma příčným paprskům (a). Přilepte další dva infračervené senzory na obě strany rámu a upravte je tak, aby byly vhodné pro detekci lodi.

C. Na jednu z latí na pohyblivé části můstku přilepte mikro servo. Poté k němu přilepte dřevěnou tyč jako závoru.

d. Odřízněte malou část prkénka a připevněte ji k druhé latě na pohyblivé části můstku. Na malé prkénko dejte červenou LED a zelenou.

E. Připojte všechny vodiče a opakovaně testujte, abyste zajistili proveditelnost kódu Arduino.

Krok 10: Konečné zobrazení systému

Děkujeme, že jste se obrátili na náš manuál!

Doufáme, že vám to může poskytnout inspiraci při navrhování vašeho pohyblivého mostu.