Pohybové stroje: 10 kroků (s obrázky)

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

Pohybové stroje poskytují hravý úvod do pohybu, mechanismu a robotiky. Soupravy se skládají z těla laserově řezané překližky a jednoduchých hromadných dílů, jako jsou pomalu se pohybující převodové motory, plastové baterie a posuvné spínače. Studenti mohou experimentovat s přepínáním velikosti a tvaru laserem řezaných příloh kol a změnou směru motorů, aby se roboti točili, skákali a shimmy.

Tato příručka je hrubý koncept! Na vývoji tohoto hravého nástroje pro průzkum stále pracujeme. Neváhejte remixovat návrhy a dejte nám vědět, s čím přijdete, když budete experimentovat ve svém muzeu, třídě, makerspace nebo kuchyňském stole.

Krok 1: Shromážděte materiály a nástroje

Kupte si nebo sbírejte následující materiály:

2 baterie 1xAA

2 třípolohové posuvné přepínače DPDT

2 hobby převodové motory DAGU (pravý úhel)

2 3D tištěné rozbočovače

2ft x 4ft společná podložka 5mm Lauan list pro laserem řezaná těla

4 matice #8-32

4 #8-32 x 1 1/2in strojní šrouby

6 šroubů #2 x 3/8 pro spínače a rozbočovače

2 #8 1/8 do šroubů do dřeva pro baterie

černý a červený lanko #26 AWG

Sbírejte následující nástroje:

Štípačky

Odizolovávač drátu

Páječka

Pistole na horké lepidlo

Hlavový šroubovák Philips

Jehlové kleště

Budete také potřebovat přístup k laserové řezačce a 3D tiskárně. Pro 3D tiskárnu jsme použili Prusa i3 MX2 a laser EXLAS od strojů Jinan XYZ (oba v Ace Monster Toys Makerspace v Oaklandu.

Krok 2: Lasercut the Bodies

Pomocí softwaru Illustrator a laserového řezače importujte připojený soubor motionmachinebodies.dxf a ořízněte těla podle nastavení laserové řezačky.

Pokud nemáte přístup k laserové řezačce, můžete vystřihnout dva čtverce 4 palce na 4 palce listu lauan. Poté vyvrtejte do rohů otvory 3/16 palce (seřazené na dvou listech) a dva 0,35 x 0,60 do obdélníků uprostřed (pro přepínače).

Krok 3: 3D tisk konektorových hubů

Navrhli jsme speciální součást v Tinkercad, aby bylo pro studenty snazší rychle vyzkoušet různě tvarované náboje kol a uvolnit část tlaku na malou osu motoru.

Stáhněte si soubor motionmachinehub.stl a otevřete jej v softwaru 3D tiskárny. Při tisku dvou nábojů kol zkontrolujte, zda je potištěná část nejprve těsně na ose motoru. Možná budete muset upravit velikost součásti, abyste se ujistili, že se vejde na motor.

Krok 4: Připojte obvod

Získejte motory, swich, baterii, červenou a černou (nebo jakékoli dvě barvy drátu). Odložte jeden motor, spínač a baterii.

Odřízněte kousek červeného drátu a kousek černého drátu dlouhý přibližně 3 palce. Připojte červený vodič k levému spodnímu vodiči a černý vodič k pravému dolnímu kabelu spínače.

Vezměte druhý konec černého vodiče a otočte jej odkrytým koncem černého vodiče z baterie. Pájené zkroucené konce připájejte k levému hornímu vývodu spínače.

Vezměte druhý konec červeného vodiče a otočte jej odkrytým koncem červeného vodiče z baterie. Pájené zkroucené konce připájejte k levému hornímu vývodu spínače.

Připojte jeden černý a jeden červený vodič ke dvěma vodičům na zadní straně převodového motoru.

Připojte černý vodič z motoru k pravému střednímu vodiči a červený vodič od motoru připojte k levému střednímu vodiči.

Vložte baterii do držáku a vyzkoušejte, zda se motor pohybuje vpřed, vzad a vypíná, když je spínač ve střední poloze. Pokud to nefunguje, zkontrolujte, zda se žádný z vodičů nedotýká uprostřed spínače. Možná budete muset ohnout svody směrem ven.

Opakujte tyto kroky pro druhou stranu.

Krok 5: Připojte prvky k desce

Otočte přepínač na stranu a provlékněte jej deskou. Před šroubováním spínačů na horní desce pomocí šroubů #2 x 3/8 vyzkoušejte, zda motor běží ve správném směru.

Horké přilepte motory k desce tak, aby náprava byla ve středu těla. Zkuste dráty úhledně zastrčit nebo přidat kapku horkého lepidla, aby zůstaly na svém místě.

Pomocí šroubů do dřeva 1/8 připevněte baterie ve středu těla nad a pod posuvnými spínači.

Připojte 3D vytištěné náboje k nápravám a pomocí šroubů č. 2 připevněte díl ke stroji.

Krok 6: Připojte horní a spodní vrstvu

Pomocí matic č. 8-32 a šroubů strojních šroubů spojte horní a spodní desku dohromady. Přizpůsobení by mělo být pohodlné, ale nemělo by na stroj vyvíjet příliš velký tlak.

Otestujte vše, abyste se ujistili, že to funguje.

Krok 7: Řezání kol

Pomocí softwaru Illustrator a laserového řezače importujte připojený soubor motionmachinewheels.dxf a ořízněte těla podle nastavení laserové řezačky.

V závislosti na nastavení vašeho laserového řezače může být tvar trochu složitý. Otestujte první kolo a poté upravte velikost tak, aby těsně přiléhala k náboji motoru.

Pokud nemáte přístup k laserové řezačce, můžete 3D vytištěný kus přeskočit, koupit si na Sparkfunu montovaná kola a na základnu přilepit různé tvary nebo recyklované materiály.

Krok 8: Experimentujte s různými pohyby

Připojte kola ke stroji a zapněte motory.

Dokážete dosáhnout toho, aby se deska pohybovala po přímce?

Dokážete vytvořit malé nebo velké kruhy?

Může stroj vypadat, jako by tančil?

Můžete vyrobit stroj, který může procházet různými povrchy?

Zamyslete se nad způsoby, jak uspořádání kol mění osobnost strojů.

Krok 9: Přizpůsobte si své stroje

Pokud chcete svým deskám dodat trochu více osobnosti, můžete těla namalovat. Vyrobili jsme vlastní šablony samolepek pomocí vinylové řezačky Silhouette a těla jsme nastříkali barvou.

Nebojte se do svých strojů přidat také další prvky, jako jsou značky, zvony, googley oči nebo prodlužovací ramena. Tyto remixy a návrhy postav mohou přidat k příběhovým prvkům této činnosti.

Krok 10: Pohrávání si s pohybovými stroji ve třídě

Tyto prvky jsme navrhli tak, aby to byl přátelský workshop se studenty místní školy. Desky jsme testovali se studenty od mateřské školy po pátou třídu a také v East Bay Maker Faire. Myslíme si, že tuto aktivitu lze využít jak jako otevřenou aktivitu ve volném čase, tak jako první krok integrovat do větších osnov robotiky, elektroniky nebo programování.

Při práci v prostředí třídy mohou dva studenti sdílet jednu tabuli a spolupracovat na jejich vyšetřování. Povzbuďte studenty, aby si vedli deník nebo protokol o tom, jaké experimenty zkouší. Tuto dokumentaci lze použít k nasazení konverzací reflexe.

Uspořádejte na sdíleném pracovním prostoru sbírku 20-30 různě tvarovaných nábojů včetně kruhů, oválů, hvězd a nepravidelných tvarů. Povzbuďte studenty, aby vyzkoušeli různé kombinace nábojů a směrů motorů.

Můžete vytvořit arénu, ve které se budou stroje pohybovat, nebo překážkovou dráhu, kterou budou moci projet. Vezměte je na různé povrchy ve vaší škole a podívejte se, jak fungují na různých površích.

Tato aktivita může vést k dalším uměleckým, vědeckým a technologickým zkušenostem, jako jsou čmáranice vyvinuté týmem Tinkering Studio, a dokonce může být nízkým prahovým vstupním bodem pro programování s arduino nebo mikrobitem pro výrobu tancujících robotů nebo zkroucených želv.

Dejte nám vědět, pokud používáte Motion Machines ve vašem vzdělávacím prostředí. Těšíme se, až uvidíme, jak lze tuto myšlenku přizpůsobit a remixovat pro různá nastavení.

---

Prototypování času a výzkumu a vývoje u studentů Lodestar Charter School pro tyto pohybové stroje bylo možné díky štědré podpoře grantu Cognizant „Making the Future“.