Krmilni vibrirajoči robot Tensegrity: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Napetostna struktura je narejena iz raztegljivih vrvic in trdih opornikov. Lahko se upogne in stisne, ko pade ali stisne, nato pa se vrne v obliko. Prav tako ima visoko stopnjo skladnosti, kar pomeni, da ne bo škodoval ljudem ali opremi okoli njega. To skupaj s svojo odpornostjo tensegrity naredi uporaben okvir za robote, ki morajo vzdržati sunke ali se zvijati in obračati skozi nepravilne prostore.

Ta izjemno preprost robot temelji na delu profesorja Johna Rieffela in študentov na univerzi Union v Schenectadyju v New Yorku. Ustvarjajo robote napetosti, ki imajo programabilna telesa. S pravo zasnovo jih lahko upravljate le z vibrirajočim motorjem. Roboti se obračajo levo ali desno, odvisno od frekvence vibracij.

Telo te različice je narejeno iz slamic in gumijastih trakov. Temelji na projektu prazničnega okrasja ikosaedra iz napetosti, ki ga je za spletno stran revije Make leta 2007 izdelal Bre Pettis.

Ko zgradite svojo napetostno strukturo, lahko hitro sestavite vezje, s katerim se bo vaš robot premikal z uporabo:

• majhen vibracijski motor
• stikalo za zatemnitev za hitrejši ali počasnejši tek in
• indikator stolpnega grafa, ki prikazuje, koliko energije napajate motor.

Ko motor pritrdite na napetost, se bo struktura tresla in premaknila čez mizo.

Svoje vezje sem hitro in enostavno sestavil z uporabo elektronskih modulov littleBits, ki se magnetno povežejo. Če imate vse dele, lahko v manj kot uri zgradite lastnega robota Tensegrity. Ko končate, lahko littleBits znova uporabite v drugih projektih.

Ta projekt se je prvotno pojavil v moji knjigi Making Simple Robots: Excovinging Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuffing. Več odličnih projektov robotike za otroke in začetnike najdete v moji najnovejši knjigi BOTS !, iz Nomad Pressa.

Zaloge

• 6 slamic za pitje (NASVET: Med delom imejte pri roki nekaj rezervnih slamic. Če se slamica upogne, jo raje zamenjajte, kot da jo poskušate popraviti.)
• 6 dolgih gumijastih trakov, dolgih približno 5 centimetrov
• 6 kratkih gumijastih trakov - dolgih palec ali dva
• odstranljivo lepilo, kot so lepilne pike

• moduli littleBits:

  • moč
  • zatemnilnik
  • bargraf
  • žica in
  • motor z vibracijami

Korak: Izrežite slamice

Odrežite 6 kosov slame, dolge največ 5 cm.

Na vsaki slamici odrežite režo na obeh koncih, pri tem pazite, da so reže poravnane (tj. Obe navpično). Reže morajo biti ¼ globoke - dovolj, da držijo gumijasti trak na mestu, vendar ne toliko, da bi slama začela oslabeti in se upogniti.

Korak: Povežite slamice

Poravnajte 2 slamici in ohlapno zavijte majhen gumijasti trak okoli vsakega konca para.

Enako naredite z drugim parom slamic in jih potisnite pravokotno med prvi dve slamici, da nastane oblika "X".

3. korak: Dodajte več slamic

Vzemite zadnji 2 slamici in okoli enega konca ovijte majhen gumijasti trak.

Potisnite jih skozi presečišče drugih slamic, tako da sta pravokotni na prva 2 para, nato pa okoli drugega konca ovijte majhen gumijasti trak.

4. korak: Raztegnite gumijaste trakove

En par slamic zasukajte tako, da bodo njihove reže vodoravne in obrnjene proti vam, ena nad drugo. Raztegnite dolg gumijast trak iz vodoravne reže zgornje slamice, navzgor in čez par pravokotnih slamic ter na drugi konec slamice, tako da jo speljete skozi vse štiri reže.

Ponovite s preostalimi slamicami.

Prilagodite gumijaste trakove tako, da so enaki.

5. korak: Izrežite gumijaste trakove in jih prilagodite

Odrežite majhne gumijaste trakove, tako da se napetostna struktura odpre.

Pari slamic nastavite tako, da so vzporedni in se ne dotikajo.

6. korak: Sestavite LittleBits

Zdaj sestavite elektronsko vezje littleBits, ki bo vašemu tensegrity botu omogočilo:

• Napajalni modul (ali »bit«) priključite v baterijo.
• Priključite modul stikala za zatemnitev za povečanje ali zmanjšanje napetosti.
• Priključite modul stolpca na stikalo za zatemnitev. To je Bit s petimi vrstami miniaturnih LED; z večjo porabo energije sveti več LED.
• Pritrdite eno ali več žic. Žični moduli so kratki, zato uporabite 2 ali 3, da zagotovite, da ima vaš robot prostor za premikanje.
• Na koncu dodajte vibrirajoči motor. To je majhen disk, približno velikosti tabletke, z dvema tankima žicama, pritrjenimi na magnetno podlago.

7. korak: Naj se premakne

Če želite preizkusiti svojega robota tensegrity, priključite svoje elektronsko vezje na model slame. Vibrirajoči motor postavite tako, da nobena elektronika ne ovira gibanja napetostne strukture. Odločite se, kam želite pritrditi konec diska vašega motorja. Uporabite trak ali drugo lepilo, da ga pritrdite na eno od slamic. Motorno žico raztegnite vzdolž slamice in nanjo pritrdite osnovo motorja in žično podlago. Vklopite motor in počasi povečajte moč s stikalom za zatemnitev. Začeli boste videti, kako gumijasti vibrirajo v sočutju, in vaš robot napetosti bi moral začeti trepetati vzdolž mize. Preverite, ali ga lahko usmerite v desno in levo s prilagajanjem moči. Če se vaš robot ne premakne, poskusite motor pritrditi višje ali nižje na konstrukcijo. Če premaknete težišče robota nekoliko izven središča, lahko pomagate premagati njegovo vztrajnost. Zdaj, ko robot deluje, poskusite z namestitvijo motorja na različna mesta na konstrukciji napetosti - v sredini, na enem vogalu - da vidite, kateri položaj proizvaja najbolj zanesljiva in zanimiva gibanja. Spreminjanje hitrosti in namestitve motorja bo povzročilo različne vrste gibanja, kar bo robotu dalo nekakšno fizično inteligenco. DALJE DALJE Medtem ko se ta preprost robot tensegrity premika skozi vibracije, se napredni roboti tensegrity premikajo s krčenjem kablov in spreminjanjem oblike, da se lahko kotalijo. Za še večji izziv razmislite, kako bi lahko svojega robota oblikovali tako, da bo naredil enako. Ali pa prekinite fazo izdelave prototipov in zgradite novo različico tega vezja brez uporabe littleBits. Od tu naprej boste na dobri poti, da ustvarite svoje napredne robote napetosti.