Машини за движение: 10 стъпки (със снимки)

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

Машините за движение предлагат игриво въведение в движението, механизма и роботиката. Комплектите се състоят от лазерно изрязан корпус от шперплат и прости части в насипно състояние като бавно движещи се зъбни колела, пластмасови батерии и плъзгащи превключватели. Учениците могат да експериментират с превключване на размера и формата на лазерно нарязаните колела и да променят посоката на двигателите, за да направят ботове, които се въртят, махат и блещукат.

Това ръководство е груб проект! Все още работим за разработването на този игрив инструмент за проучване. Чувствайте се свободни да ремиксирате дизайна и да ни уведомите какво измисляте, докато експериментирате във вашия музей, класна стая, пространство за производство или кухненска маса.

Стъпка 1: Съберете материали и инструменти

Купете или съберете следните материали:

2 комплекта батерии 1xAA

2 трипозиционни плъзгащи превключвателя DPDT

2 мотора DAGU за хоби (прав ъгъл)

2 3D печатни концентратора

2 фута х 4 фута обща подложка 5 мм лауан лист за лазерно изрязани тела

4 #8-32 гайки

4 #8-32 x 1/2 1/2 инча машинни винтове

6 #2 x 3/8 винта за ключове и главини

2 #8 1/8 в винтове за дърво за батерии

черно и червено многожилен проводник #26 AWG

Съберете следните инструменти:

Резачка за тел

Машинка за отстраняване на тел

Поялник

Пистолет за горещо лепило

Отвертка с глава Philips

Клещи за иглени носове

Ще ви е необходим и достъп до лазерен нож и 3D принтер. Използвахме Prusa i3 MX2 за 3D принтера и лазер EXLAS от машината Jinan XYZ (и двете в Ace Monster Toys Makerspace в Оукланд.

Стъпка 2: Лазерно изрязване на телата

Използвайте илюстратор и софтуер за лазерно рязане, за да импортирате прикачения файл motionmachinebodies.dxf и да изрежете телата според настройките на вашия лазерен нож.

Ако нямате достъп до лазерен нож, можете да изрежете два квадрата 4 на 4 инча на листа Lauan. След това пробийте 3/16in дупки в ъглите (подредени на двата листа) и два.35 в x.60 в правоъгълници в средата (за превключвателите).

Стъпка 3: 3D отпечатване на концентраторните концентратори

Ние проектирахме специална част в Tinkercad, за да улесним учениците бързо да изпробват главини на колелата с различна форма и да облекчат част от натиска върху малката ос на двигателя.

Изтеглете файла motionmachinehub.stl и го отворете на вашия софтуер за 3D принтер. Докато отпечатвате двете главини на колелата, не забравяйте да проверите дали отпечатаната част първо плътно приляга на оста на двигателя. Може да се наложи да регулирате размера на детайла, за да се уверите, че той пасва на двигателя.

Стъпка 4: Свържете веригата

Вземете двигатели, суич, акумулаторна батерия, червено и черно (или произволни два цвята тел). Отделете един двигател, превключвател и батерия.

Нарежете парче червен проводник и парче черен проводник с дължина около 3 инча. Свържете червения проводник към долния ляв проводник и черния проводник към долния десен проводник на превключвателя.

Вземете другия край на черния проводник и завъртете заедно с открития край на черния проводник от батерията. Запоявайте усуканите заедно краища към горния ляв проводник на превключвателя.

Вземете другия край на червения проводник и завъртете заедно с открития край на червения проводник от батерията. Запоявайте усуканите заедно краища към горния ляв проводник на превключвателя.

Прикрепете един черен и един червен проводник към двата проводника на гърба на редуктора.

Свържете черния проводник от двигателя към десния среден проводник и свържете червения проводник от двигателя към левия среден проводник.

Поставете батерия в държача и проверете дали моторът върви напред, назад и изключен, когато превключвателят е в средно положение. Ако не работи, проверете дали никой от проводниците не се допира в средата на превключвателя. Може да се наложи да огънете проводниците навън.

Повторете тези стъпки за другата страна.

Стъпка 5: Прикрепете елементи към дъската

Завъртете превключвателя настрани и го прокарайте през дъската. Проверете дали двигателят работи в правилната посока, преди да завиете ключове на горната платка с винтове #2 x 3/8.

Горещо залепете двигателите към дъската, така че оста да е в центъра на тялото. Опитайте се да поставите жиците спретнато или добавете парче горещо лепило, така че да останат на място.

Използвайте 1/8 в винтове за дърво, за да прикрепите батериите в центъра на тялото над и под плъзгащите превключватели.

Прикрепете 3D отпечатаните главини към осите и използвайте винтове #2, за да фиксирате парчето към машината.

Стъпка 6: Свържете горния и долния слой

Използвайте #8-32 гайки и винтове за машинни винтове, за да свържете горната и долната дъска заедно. Прилягането трябва да е плътно, но да не оказва твърде голям натиск върху машината.

Тествайте всичко, за да се уверите, че работи.

Стъпка 7: Нарежете колелата

Използвайте илюстратор и софтуер за лазерно рязане, за да импортирате прикачения файл motionmachinewheels.dxf и да изрежете корпусите според настройките на лазерната резачка.

Формата може да бъде малко трудна, за да се оправи, в зависимост от настройките на вашия лазер. Тествайте първото колело и след това регулирайте размера така, че да приляга плътно към главината на двигателя.

Ако нямате достъп до лазерен нож, можете да пропуснете 3D отпечатаното парче, да закупите сглобяеми колела на Sparkfun и да залепите различни форми или рециклирани материали към основата.

Стъпка 8: Експериментирайте с различни движения

Свържете колелата към машината и включете двигателите.

Можете ли да накарате дъската да се движи по права линия?

Можете ли да направите малки или големи кръгове?

Може ли машината да изглежда сякаш танцува?

Можете ли да направите машина, която да пресича различни повърхности?

Помислете за начините, по които подреждането на колелата променя личността на машините.

Стъпка 9: Персонализирайте вашите машини

Ако искате да добавите малко повече индивидуалност към дъските си, можете да нарисувате телата. Направихме персонализирани стикери за шаблони с помощта на резачка за винил Silhouette и боядисани със спрей тела.

Чувствайте се свободни да добавяте и допълнителни елементи като маркери, камбани, гуглени очи или удължители на ръцете си към вашите машини. Тези ремикси и дизайн на персонажи могат да добавят към разказващите елементи на тази дейност.

Стъпка 10: Дрънкайте с машини за движение в класната стая

Ние проектирахме тези елементи като приятелска работилница с ученици в местно училище. Тествахме дъските с ученици от детска градина до пети клас, както и в East Bay Maker Faire. Смятаме, че тази дейност може да се използва както като отворена дейност през свободното време, така и да бъде интегрирана в по-голяма роботика, електроника или програмиране като първа стъпка.

Когато работят в класната стая, двама ученици могат да споделят една дъска и да си сътрудничат в своите разследвания. Насърчете учащите се да водят дневник или дневник за експериментите, които опитват. Тази документация може да се използва за започване на разговори за размисъл.

Подредете колекция от 20-30 главини с различна форма, включително кръгове, овали, звезди и неправилни форми в споделеното работно пространство. Насърчете учениците да тестват различни комбинации от главини и посоки на двигателите.

Можете да създадете арена, в която да се движат машините, или препятствие, което те да преминават. Заведете ги на различни повърхности в училището си и вижте как работят върху различни повърхности.

Тази дейност може да доведе до по -нататъшно изкуство, наука и технологични преживявания като машини за писане, разработени от екипа на Tinkering Studio, и дори да бъде ниска прагова входна точка за програмиране с arduino или microbit за създаване на танцуващи роботи или усукани костенурки.

Кажете ни, ако използвате машините за движение във вашата образователна среда. Очакваме с нетърпение да видим как тази идея може да бъде адаптирана и ремиксирана за различни настройки.

---

Времето за създаване на прототипи и научноизследователска и развойна дейност с учениците от Lodestar Charter School за тези машини за движение стана възможно благодарение на щедрата подкрепа на гранта Cognizant „Making the Future“.