ماشین های متحرک: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

Motion Machines مقدمه ای شگفت انگیز از حرکت ، مکانیسم و روباتیک ارائه می دهد. این کیت ها از بدنه تخته سه لا با برش لیزری و قطعات فله ای ساده مانند موتورهای دنده ای آهسته ، بسته های پلاستیکی باتری و کلیدهای کشویی تشکیل شده اند. دانش آموزان می توانند با تغییر اندازه و شکل اتصالات چرخ برش لیزری و تغییر جهت موتورها ، ربات هایی را بچرخانند ، بچرخند و براق شوند.

این راهنما یک پیش نویس خشن است! ما هنوز در حال توسعه این ابزار بازیگوش برای اکتشاف هستیم. با خیال راحت طرح ها را مجدداً ترکیب کنید و به ما بگویید که در موزه ، کلاس درس ، فضای تولید یا میز آشپزخانه خود چه چیزی را تجربه می کنید.

مرحله 1: مواد و ابزارها را جمع آوری کنید

مواد زیر را خریداری یا جمع آوری کنید:

2 بسته باتری 1xAA

2 سوئیچ اسلاید DPDT سه موقعیتی

2 گیربکس سرگرمی DAGU (زاویه راست)

2 مرکز چاپ سه بعدی

2 فوت x 4 فوت زیرپوش معمولی ورق لاوان 5 میلی متری برای بدنه های برش لیزری

آجیل 4 #8-32

4 پیچ دستگاه #8-32 x 1 1/2in

6 پیچ 2 3 3/8 برای سوئیچ ها و هاب ها

2 #8 1/8 پیچ چوبی برای بسته های باتری

سیم رشته مشکی و قرمز شماره 26 AWG

ابزارهای زیر را جمع آوری کنید:

سیم چین

استریپر سیم

آهن لحیم کاری

چسب حرارتی تفنگی

پیچ گوشتی سر فیلیپس

دم باریک

همچنین باید به دستگاه برش لیزری و چاپگر سه بعدی دسترسی داشته باشید. ما از یک Prusa i3 MX2 برای چاپگر سه بعدی و یک لیزر EXLAS از ماشین آلات Jinan XYZ (هر دو در Ace Monster Toys Makerspace در اوکلند استفاده کردیم.

مرحله 2: بدن را با لیزر قطع کنید

از نرم افزار تصویرگر و برش لیزری برای وارد کردن فایل پیوست motionmachinebodies.dxf استفاده کنید و بدنه را با توجه به تنظیمات برش لیزری خود برش دهید.

اگر به دستگاه برش لیزری دسترسی ندارید ، می توانید دو مربع 4 اینچ در 4 اینچ از ورق لاوان را برش دهید. سپس 3/16 اینچ سوراخ در گوشه ها (روی دو ورق ردیف شده) و دو عدد 0.35 در x60 سانتی متر به شکل مستطیل در وسط (برای سوئیچ ها) ایجاد کنید.

مرحله 3: چاپ سه بعدی کانکتورهای اتصال دهنده

ما قسمت خاصی را در Tinkercad طراحی کردیم تا برای دانش آموزان راحت تر بتوانند نوارهای چرخ با شکل های مختلف را آزمایش کرده و تا حدی از فشار بر محور کوچک موتور کاسته شود.

فایل motionmachinehub.stl را بارگیری کرده و روی نرم افزار چاپگر سه بعدی خود باز کنید. هنگام چاپ دو محور چرخ ، مطمئن شوید که قسمت چاپ شده ابتدا روی محور موتور محکم است. ممکن است مجبور شوید اندازه قطعه را برای اطمینان از مناسب بودن قطعه روی موتور تنظیم کنید.

مرحله 4: مدار را وصل کنید

موتور ، سوئیچ ، بسته باتری ، قرمز و سیاه (یا هر دو رنگ سیم) را تهیه کنید. یک موتور ، سوئیچ و بسته باتری را کنار بگذارید.

یک تکه سیم قرمز و یک تکه سیم سیاه به طول تقریبی 3 اینچ برش دهید. سیم قرمز را به سیم پایین سمت چپ و سیم سیاه را به سیم پایین سمت راست سوئیچ وصل کنید.

انتهای دیگر سیم مشکی را برداشته و همراه انتهای سیم سیاه از بسته باتری بچرخانید. انتهای پیچ خورده را به سمت بالا سمت چپ سوئیچ لحیم کنید.

انتهای دیگر سیم قرمز را بردارید و با انتهای در معرض سیم قرمز از بسته باتری بچرخانید. انتهای پیچ خورده را به سمت بالا سمت چپ سوئیچ لحیم کنید.

یک سیم سیاه و یک قرمز را به دو سیم پشتی گیربکس وصل کنید.

سیم مشکی را از موتور به سربی وسط راست وصل کرده و سیم قرمز را از موتور به سربی وسط چپ وصل کنید.

یک باتری را در نگهدارنده قرار دهید و تست کنید تا مطمئن شوید که موتور به جلو ، عقب و خاموش می شود وقتی کلید در موقعیت وسط قرار دارد. اگر کار نمی کند ، مطمئن شوید هیچ یک از سیم ها در وسط سوئیچ به هم وصل نمی شوند. ممکن است مجبور شوید سیم ها را به سمت بیرون خم کنید.

این مراحل را برای طرف دیگر تکرار کنید.

مرحله 5: عناصر را به هیئت مدیره وصل کنید

سوئیچ را به طرف دیگر بچرخانید و آن را از طریق تخته عبور دهید. قبل از پیچاندن سوئیچ ها در صفحه بالا با پیچ های #2 3 3/8 ، تست کنید که آیا موتور به درستی حرکت می کند.

موتورها را به صورت داغ به صفحه بچسبانید تا محور در مرکز بدنه قرار گیرد. سعی کنید سیم ها را مرتب بچسبانید یا یک تکه چسب داغ به آن اضافه کنید تا در جای خود بماند.

از 1/8 در پیچ های چوبی استفاده کنید تا بسته های باتری را در مرکز بدنه بالا و پایین کلیدهای کشویی وصل کنید.

هاب های چاپ سه بعدی را به محورها وصل کرده و از پیچ های شماره 2 برای محکم کردن قطعه بر روی دستگاه استفاده کنید.

مرحله 6: لایه های بالا و پایین را متصل کنید

از مهره های شماره 8-32 و پیچ های دستگاه برای اتصال تخته های بالا و پایین به یکدیگر استفاده کنید. این دستگاه باید محکم باشد اما فشار زیادی به دستگاه وارد نکند.

همه چیز را آزمایش کنید تا مطمئن شوید که کار می کند.

مرحله 7: چرخ ها را برش دهید

از نرم افزار تصویرگر و برش لیزری برای وارد کردن فایل پیوست motionmachinewheels.dxf استفاده کنید و بدنه را با توجه به تنظیمات برش لیزری خود برش دهید.

بسته به تنظیمات دستگاه برش لیزری ، ممکن است شکل کمی پیچیده باشد. چرخ اول را آزمایش کرده و سپس اندازه را طوری تنظیم کنید که بر روی هاب موتور مناسب باشد.

اگر به دستگاه برش لیزری دسترسی ندارید ، می توانید قطعه چاپ سه بعدی را رد کنید ، چرخ های پیش ساخته را در Sparkfun بخرید و اشکال مختلف یا مواد بازیافتی را به پایه بچسبانید.

مرحله 8: با حرکات مختلف آزمایش کنید

چرخ ها را به دستگاه وصل کرده و موتورها را روشن کنید.

آیا می توانید تخته را در یک خط مستقیم حرکت دهید؟

آیا می توانید دایره های کوچک یا بزرگ ایجاد کنید؟

آیا دستگاه می تواند شبیه رقص باشد؟

آیا می توانید دستگاهی بسازید که بتواند سطوح مختلف را رد کند؟

در مورد روش هایی که ترتیب چرخ ها باعث تغییر شخصیت ماشین ها می شود فکر کنید.

مرحله 9: ماشینهای خود را سفارشی کنید

اگر می خواهید شخصیت بیشتری به تخته های خود اضافه کنید ، می توانید بدن را رنگ کنید. ما برچسب های استنسیل سفارشی را با استفاده از برش وینیل Silhouette ساختیم و بدن ها را با اسپری رنگ آمیزی کردیم.

همچنین می توانید عناصر اضافی مانند نشانگر ، زنگ ، چشم googley یا بازوهای بازکننده را به دستگاه های خود اضافه کنید. این ریمیکس ها و طراحی شخصیت ها می تواند بر عناصر قصه گویی این فعالیت بیفزاید.

مرحله 10: کار با ماشین های متحرک در کلاس درس

ما این عناصر را طوری طراحی کردیم که یک کارگاه دوستانه با دانش آموزان یک مدرسه محلی باشد. ما تخته ها را با دانش آموزان از مهد کودک تا کلاس پنجم و همچنین در East Bay Maker Faire آزمایش کردیم. ما فکر می کنیم که این فعالیت می تواند هم به عنوان یک فعالیت باز در اوقات فراغت مورد استفاده قرار گیرد و هم به عنوان اولین گام در برنامه های آموزشی رباتیک ، الکترونیک یا برنامه نویسی بزرگتر ادغام شود.

هنگام کار در محیط کلاس درس ، دو دانش آموز می توانند یک صفحه را به اشتراک بگذارند و در تحقیقات خود همکاری کنند. دانش آموزان را تشویق کنید تا مجله یا گزارش آزمایشات خود را ثبت کنند. این اسناد را می توان برای گفتگوهای بازتاب استفاده کرد.

مجموعه ای از 20 تا 30 قطب شکل مختلف شامل دایره ، بیضی ، ستاره و اشکال نامنظم را در فضای کار مشترک ترتیب دهید. دانش آموزان را تشویق کنید تا ترکیبات مختلف هاب ها و جهت موتورها را آزمایش کنند.

می توانید عرصه ای برای حرکت ماشین ها در داخل یا مسیر موانعی برای عبور آنها ایجاد کنید. آنها را به سطوح مختلف اطراف مدرسه ببرید و نحوه عملکرد آنها را در سطوح مختلف ببینید.

این فعالیت می تواند منجر به تجربیات بیشتر در زمینه هنر ، علم و فناوری مانند ماشین های خط خطی شود که توسط تیم Tinkering Studio توسعه یافته است و حتی می تواند نقطه پایینی برای برنامه نویسی با آردوینو یا میکروبیت برای ساخت روبات های رقصنده یا لاک پشت های پیچ خورده باشد.

اگر از Motion Machines در محیط آموزشی خود استفاده می کنید ، به ما اطلاع دهید. ما بی صبرانه منتظریم ببینیم چگونه می توان این ایده را برای تنظیمات مختلف تطبیق داد و مجدداً ترکیب کرد.

---

زمان نمونه سازی و تحقیق و توسعه با دانش آموزان مدرسه Lodestar Charter برای این دستگاه های حرکتی از طریق حمایت سخاوتمندانه کمک هزینه Cognizant "ساختن آینده" امکان پذیر شد.