Подвижен мост: 10 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Ние сме META_XIII, идващи от Университета на Мичиган-Шанхай Jiao Tong University Joint Institute (JI). Това демонстративно ръководство е направено за нашия дизайн на VG100, подвижен мост, контролиран от Arduino.

JI е създаден съвместно през 2006 г. от два водещи университета, UM и SJTU. JI ръководи международното образователно сътрудничество в Китай, представящо както американски, така и китайски образователни стилове. Той се намира в кампуса Minhang на SJTU, югозападно в Шанхай, където се групират технологични компании.

Има два курсови проекта във VG100, като и двата изискват анализ, планиране и сътрудничество. Този курс подготвя студентите да бъдат инженери с 4 квалификации, които СИ оценява, интернационализация, интердисциплинарност, иновации и качество. В конкурса Project1 всяка група трябва да изгради „подвижен мост“с определени материали, а изпълнението на моста в деня на играта прави голяма разлика за оценката на курса.

В деня на играта всичките 19 групи трябва да дойдат в лабораторията в сградата на JI и да завършат няколко части от тестовете. Първата част е функционалният тест, при който мостовете трябва да могат да спрат колите и след това да се отворят, за да пропуснат кораб. Приключихме целия процес успешно и получихме пълната оценка. Втората част от тестовете са тестовете за размер и натоварване. Повече резултати ще бъдат постигнати, ако мостът е по-лек и по-добър при носене. Можем да издържим 1 кг при променливи на формата от 2,83 мм. Ние се класирахме на 9 -то място по отношение на естетиката и на 8 -мо място в теста за тегло.

Най -накрая нашият мост получи оценка 76.7, класирайки се на 4 -то място.

По -долу има кратка версия на правилата:

А. Процес на изпитване на функции

а. Автомобил А може да премине през моста.

б. Когато А все още е на моста, голям кораб С се приближава към моста отдолу.

° С. Мостът може да открие C и да се повдигне, след като колата A напусне моста, за да пропусне C отдолу.

д. След като C премине, мостът може да се върне към нормалното за 15 секунди.

B. Тест за натоварване

Всеки път на моста ще се поставят някои малки тежести с 100 грама повече. Теглата се добавят до 1 кг или докато отклонението достигне 4 мм и след това се записват данните.

В. Тест за размер

Общата маса на моста (включително частта от веригата с изключение на батериите) ще бъде записана и сравнена с други групи.

Видео връзки: Щракнете тук, за да се насладите на видеото на моста на деня на играта!

Надяваме се, че въведението може да ви остави общо впечатление за нашия мост.

Стъпка 1: Концептуална диаграма

Стъпка 2: Анализ

Ето някои обяснения за нашето изчисление относно променливите на формата на моста, за да можем да проектираме изключително лека конструкция, която на теория може да понесе повече тежест.

Тази част включва познаване на силовия анализ и интеграла. Надяваме се, че това може да ви помогне да разберете принципа и да го приложите в подобни ситуации, когато изграждате своя мост.

Стъпка 3: Списък на материалите:

** Цената на лепилото за дърво, памучните телчета, восъчната хартия и други инструменти не е включена.

Ето някои хипервръзки за артикулите, които можете да закупите в Taobao.

Arduino Uno (21.90）)

Платформа （6.24）

Свързващи проводници （27,61）

Моторно задвижващо табло L298N (10,43）)

Инфрачервени сензори 2-30см 3.3V-5V (31.00）)

Микро серво 8,81）

Зъбен мотор （30,00）

Дървена дъска Balsa （402,5）

Балса дървена летва （232.06）

Нож （38,40）

Панта （12.76）

Стъпка 4: Електрическа схема

По -горе е показана кратка електрическа схема. Проводниците с различни цветове трябва да бъдат свързани към съответните логически усти. Всички червени проводници означават 9V захранване. Всички черни проводници означават земята. Зеленият проводник означава зеления светодиод, както розовият проводник означава червения светодиод.

Два Gear Motors, които имат 100 оборота в секунда, предлагат основната сила за повдигане на моста. Те се задвижват от евтин шофьор на двигател, двигател без сърцевина L298N.

Микросервото е проектирано да завърта пръчка, която ще попречи на автомобила да премине през моста, когато мостът е повдигнат. Може да се завърти на 90 градуса и да се върне на първоначалното място.

Четири инфрачервени сензора са от съществено значение при откриване на колата и кораба. Те могат да бъдат полезни при вземането на решение кога мостът трябва да бъде повдигнат и свален.

Целият процес, който отговаря на изискванията на функционалните тестове, трябва да се проведе, както следва:

· Сензор 1 открива приближаването на автомобил А. Сензор 2 открива приближаването на кораб В. Те изпращат сигналите до Arduino, така че червеният светодиод излъчва светлина, а микросервото завърта пръчката, за да спре кола В.

· Сензор 3 открива заминаването на автомобил А. Тогава Gear Motors започват да работят и повдигат моста до подходяща височина за преминаване на кораб C.

· Сензор 4 открива заминаването на кораб C. Те изпращат сигналите до Arduino. След интервал от 15 секунди, Gear Motors започват да се движат назад и поставят моста.

· Микросервото се връща в първоначалното си състояние и зеленият светодиод дава светлина, за да покаже разрешението за преминаване на кола Б.

** Обърнете внимание, че инфрачервените сензори, които използваме за изграждането на нашия мост, не са еднакви с диаграмата, показана по -горе. Избираме един вид по -евтин, който може да бъде еднакво полезен. Картината от този вид е показана в списъка с материали.

Стъпка 5: Изработете палубата

а. Нарежете четири дъски 1м*120мм*3мм на дължина 50см.

б. Начертайте няколко близко разположени правоъгълни триъгълника с размер 4 см дължина и 3 см ширина. Запазете пространство с ширина 2 см от всяка страна и ширина 0,5 см между триъгълниците. Изрежете тези триъгълници с ножове. ** Внимавайте да не счупите отстрани.

° С. Залепете на всеки две дъски лепило за дърво. Поставете и залепете парче восъчна хартия от двете страни на палубите.

Стъпка 6: Изработете рамки

а. Нарежете 3 мм дървени летви на 15 см 、 35 см и дължина 38 см. Леко коригирайте краищата им до подходящи форми, за да се поберат в рамката без междини. Залепете ги заедно. След това направете още 3 еднакви триъгълника.

б. Изрежете няколко 3 мм дървени летви с подходящ размер. Залепете ги с (а) дървените триъгълници, за да образувате няколко равнобедрен правоъгълен триъгълник с различни размери. (Тази стъпка е да се увеличи нейната вертикална стабилност и красота.)

° С. Изрежете и залепете няколко 2 мм дървени стърготини към свързващите части, за да ги подсилите.

д. Нарежете няколко 5 мм дървени летви на 23 см. Разделете два (в) дървени триъгълника на разстояние 23 см. Залепете шест летви между триъгълници. Уверете се, че са на еднакво разстояние. След това направете още една идентична.

д. Продължете да използвате 5 мм дървени летви с подходящ размер, за да запълните пространството между (г) шест летви с подобни триъгълни форми. Залепете ги заедно. (d, e стъпка е да се увеличи неговата странична стабилност, която трябва да бъде тествана, но анулирана поради някои причини. Така че тази структура не е необходима за изискванията.)

Стъпка 7: Монтаж

а. Залепете палубата с рамката. Острието на едната рамка трябва да надвишава ръба на дъската, докато другата се прибира.

б. Нарежете една от (а) дъската на дължина 35 см

Стъпка 8: Съвършенство

а. Пробийте четири малки дупки в единия край на дъската с дължина 35 см. Пробийте два съответни отвора на дъска с дължина 24 см. Свържете ги с панти и винтове.

б. Нарежете четири 8 мм дървени летви на дължина 15 см. Пробийте дупка на всяка летва на височина 12 см. Залепете две летви към всяка дъска успоредно на разстояние 18 см. След това изрежете четири пръчки по 6 см, за да подсилите „кулите“.

° С. Залепете греда през двете летви.

д. Пробийте два отвора в единия край на двете дъски. Прокарайте памучните проводници през отворите на мостовите дъски и вертикалните летви.

д. Пробийте шест дупки в края на двете палуби, за да сте сигурни, че могат да бъдат фиксирани върху опорите с винтове.

Стъпка 9: Монтаж на веригата

а. Нарежете две дървени кубчета с дължина 2 см и ги залепете към ръба на шарнирната палуба в последната стъпка. След това залепете Gear двигател съответно към всеки куб. Залепете края на конеца към шпиндела с 502.

б. Залепете два инфрачервени сензора надолу към двете напречни греди (а). Залепете още два инфрачервени сензора към двете страни на рамката, регулирайте ги така, че да са подходящи за откриване на кораба.

° С. Залепете микро серво към една от летвите на подвижната част на моста. След това залепете дървена пръчка към нея като бариерна порта.

д. Изрежете малка част от дъската и я прикрепете към другата летва на подвижната част на моста. Поставете червен светодиод и зелен светодиод върху малката дъска.

д. Свържете всички кабели и тествайте многократно, за да се гарантира осъществимостта на кода на Arduino.

Стъпка 10: Окончателен изглед на системата

Благодарим ви, че се обърнахте към нашето ръководство!

Надяваме се, че той може да ви вдъхнови, когато проектирате вашия подвижен мост.