Ohjattava värisevä jännitysrobotti: 7 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:41

Jännittävä rakenne on tehty joustavista naruista ja jäykistä tukista. Se voi taipua ja puristua pudotettaessa tai puristettaessa ja sitten jousta takaisin muotoonsa. Se on myös erittäin yhteensopiva, mikä tarkoittaa, että se ei vahingoita ihmisiä tai laitteita sen ympärillä. Tämä tekee jännityksestä yhdessä joustavuutensa kanssa hyödyllisen kehyksen roboteille, joiden on kestettävä tärähdyksiä tai vääntymässä ja käännettävä itsensä epäsäännöllisten tilojen läpi.

Tämä erittäin yksinkertainen robotti perustuu professori John Rieffelin ja Schenectadyn yliopiston Union College -opiskelijoiden työhön. He luovat tensegrity -robotteja, joissa on ohjelmoitavat kappaleet. Oikealla muotoilulla voit ohjata niitä vain tärinämoottorilla. Robotit kääntyvät vasemmalle tai oikealle värähtelytaajuuden mukaan.

Tämän version runko on valmistettu juomapillistä ja kuminauhoista. Se perustuu Bre Pettisin tekemään tensegrity -ikosaedrin lomakoristehankkeeseen Make -lehden verkkosivustolle vuonna 2007.

Kun olet rakentanut jännitysrakenteesi, voit nopeasti koota piirin saadaksesi robotin liikkumaan käyttämällä:

• pieni tärinämoottori
• himmentimen kytkin nopeuttaa tai hidastaa sitä ja
• pylväskaavion ilmaisin, joka näyttää kuinka paljon virtaa syötät moottorille.

Kun kiinnität moottorin jännitykseen, rakenne tärisee ja liikkuu pöydän poikki.

Rakensin piirini nopeasti ja helposti käyttämällä pieniä bittejä, elektronisia moduuleja, jotka napsahtavat yhteen magneettisesti. Jos sinulla on kaikki osat, voit rakentaa oman Tensegrity -robotin alle tunnissa. Kun olet valmis, voit käyttää littleBittejä uudelleen muissa projekteissa.

Tämä projekti ilmestyi alun perin kirjassani Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Löydät lisää hienoja robotiikkaprojekteja lapsille ja aloittelijoille viimeisimmästä kirjastani BOTS !, Nomad Pressilta.

Tarvikkeet

• 6 juomapilliä (VINKKI: Pidä vara -olkia käsilläsi työskennellessäsi. Jos olki taipuu, sinun on parempi vaihtaa se kuin yrittää korjata sitä.)
• 6 pitkää kuminauhaa, noin 5 tuumaa pitkä
• 6 lyhyttä kuminauhaa - tuumaa tai kaksi pitkää
• irrotettava liima, kuten liimapisteet

• littleBits -moduulit:

  • tehoa
  • himmennin
  • pylväsdiagrammi
  • lanka, ja
  • tärinämoottori

Vaihe 1: Leikkaa oljet

Leikkaa 6 olkipalaa enintään noin 5 tuuman pituisiksi.

Leikkaa jokaisen oljen kohdalta rako molemmista päistä varmistaen, että raot ovat kohdakkain (eli molemmat pystysuorat). Halkojen tulisi olla ¼ syviä - tarpeeksi pitämään kuminauha paikallaan, mutta ei niin paljon, että olki alkaa heikentyä ja taipua.

Vaihe 2: Yhdistä oljet

Kohdista 2 olkea ja kiedo pieni kuminauha löysästi parin kummankin pään ympärille.

Tee sama toiselle olkaparille ja liu'uta niitä kohtisuoraan kahden ensimmäisen oljen väliin muodostaen "X" -muodon.

Vaihe 3: Lisää lisää olkia

Ota kaksi viimeistä olkea ja kiedo pieni kuminauha toisen pään ympärille.

Liu'uta ne muiden olkien leikkauspisteen läpi siten, että ne ovat kohtisuorassa kahteen ensimmäiseen pariin nähden, ja kääri sitten pieni kuminauha toisen pään ympärille.

Vaihe 4: Venytä kuminauhoja

Kierrä yksi olkipari siten, että niiden raot ovat vaakasuorassa ja sinua kohti, toistensa yläpuolella. Venytä pitkä kuminauha ylemmän oljen vaakasuorasta raosta, ylös ja yli kohtisuoran olkien parista ja oljen toiseen päähän, kuljettamalla se kaikkien neljän raon läpi.

Toista loput oljet.

Säädä kuminauhat tasaisiksi.

Vaihe 5: Leikkaa kuminauhat ja säädä

Leikkaa pienet kuminauhat irti niin, että kireysrakenne joutuu auki.

Säädä olkiparit siten, että ne ovat yhdensuuntaisia eivätkä kosketa toisiaan.

Vaihe 6: Kokoa LittleBits

Kokoa nyt littleBits -elektroniikkapiiri, joka saa jännittymisbotin toimimaan:

• Kytke virtamoduuli (tai "Bit") akkuun.
• Kiinnitä himmentimen kytkinmoduuli jännitteen nostamiseksi tai laskemiseksi.
• Liitä pylväskaavamoduuli himmenninkytkimeen. Tämä on bitti, jossa on viisi riviä pienoiskoossa olevia LED -valoja; Kun virtaa kulkee enemmän, LED -valot syttyvät.
• Kiinnitä yksi tai useampi johto. Johtomoduulit ovat lyhyitä, joten käytä 2 tai 3 varmistaaksesi, että robotillasi on tilaa liikkua.
• Lisää lopuksi tärisevä moottori. Tämä on pieni levy, noin pillerin kokoinen, ja siinä on 2 ohutta lankaa, jotka kiinnittävät sen magneettiseen alustaan.

Vaihe 7: Anna sen liikkua

Kokeile jännitysrobottiasi liittämällä elektroninen piiri olki -malliin. Aseta tärisevä moottori siten, että mikään elektroniikka ei häiritse jännittyneen rakenteen liikettä. Päätä, mihin haluat kiinnittää moottorisi levyn. Käytä teippiä tai muuta liimaa pitämään se toisessa oljessa. Venytä moottorin vaijeria olkea pitkin ja kiinnitä moottorin runko ja vaijeripohja siihen. Käynnistä moottori ja lisää tehoa hitaasti himmentimellä. Huomaat kuminauhojen värisevän myötätuntoisesti, ja jännittyneen robotin pitäisi alkaa hohtamaan pöytää pitkin. Tarkista, voitko ohjata sitä oikealle ja vasemmalle säätämällä tehoa. Jos robotti ei liiku, yritä kiinnittää moottori rakenteeseen korkeammalle tai alaspäin. Robotin painopisteen siirtäminen hieman sen ulkopuolelta voi auttaa voittamaan sen hitauden. Nyt kun robotti toimii, kokeile sijoittaa moottori eri paikkoihin jännitysrakenteessa - keskelle, pois yhdestä kulmasta - nähdäksesi mikä asema tuottaa luotettavimmat ja mielenkiintoisimmat liikkeet. Moottorin nopeuden ja sijoittelun vaihtaminen tuottaa erilaisia liikkeitä, mikä antaa robotille eräänlaisen fyysisen älykkyyden. JATKOA JATKUESSA Vaikka tämä yksinkertainen jännitysrobotti liikkuu tärinän läpi, edistyneet tensegrity -robotit liikkuvat supistamalla kaapeleitaan ja muuttamalla muotoaan, jotta ne voivat rullata. Jos haluat vielä suuremman haasteen, mieti, kuinka voisit suunnitella robotin tekemään samoin. Tai murtautua prototyyppivaiheesta ja rakentaa uusi versio tästä piiristä käyttämättä littleBitsia. Tästä lähtien olet hyvin matkalla tekemään omia kehittyneitä jännitysrobotteja.