Premični most: 10 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Mi smo META_XIII, prihajamo z Združenega inštituta Univerze v Michiganu-Shanghai Jiao Tong University (JI). Ta demonstracijski priročnik je narejen za našo obliko tečaja VG100, premični most, ki ga nadzira Arduino.

JI sta leta 2006 skupaj ustanovili dve vrhunski univerzi, UM in SJTU. JI vodi mednarodno izobraževalno sodelovanje na Kitajskem, v katerem so predstavljeni ameriški in kitajski izobraževalni slogi. Nahaja se v kampusu Minhang v SJTU, jugozahodno v Šanghaju, kjer se združujejo tehnološka podjetja.

V VG100 obstajata dva tečajna projekta, ki zahtevata analizo, načrtovanje in sodelovanje. Ta tečaj pripravlja študente za inženirje s 4 kvalifikacijami, ki jih JI ceni, internacionalizacija, interdisciplinarnost, inovativnost in kakovost. Na natečaju Project1 bi morala vsaka skupina zgraditi "premični most" z določenimi materiali, uspešnost mostu na dan igre pa močno vpliva na oceno tečaja.

Na dan igre bi moralo vseh 19 skupin priti v laboratorij v stavbi JI in opraviti več delov testov. Prvi del je preizkus delovanja, pri katerem bi morali mostovi ustaviti avtomobile in se nato odpreti, da bi ladjo prečkali. Celoten postopek smo uspešno zaključili in dobili popolno oceno. Drugi del testov so testi velikosti in obremenitve. Več rezultatov bo doseženih, če je most lažji in boljši pri nosilnosti. Lahko bi nosili 1 kg pri spremenljivkah oblike 2,83 mm. Glede na estetiko smo se uvrstili na deveto mesto, na testu pa na osmo mesto.

Končno je naš most dobil oceno 76.7 in se uvrstil na 4. mesto.

Spodaj je kratka različica pravil:

A. Postopek preskusa delovanja

a. Avto A lahko prečka most.

b. Ko je A še vedno na mostu, se velika ladja C približa mostu od spodaj.

c. Most lahko zazna C in se dvigne po avtomobilu A, ki zapusti most, da spusti C pod njim.

d. Po prehodu C se lahko most v 15 sekundah vrne v normalno stanje.

B. Preizkus obremenitve

Nekaj majhnih uteži bo vsakič na mostu za 100 g več. Uteži se dodajo do 1 kg ali dokler odklon ne doseže 4 mm, nato pa zabeležite podatke.

C. Test velikosti

Skupna masa mostu (vključno z delom vezja, razen baterij) se zabeleži in primerja z drugimi skupinami.

Video povezave: Kliknite tukaj, če želite uživati v našem video posnetku mostu!

Upamo, da vam bo uvod pustil splošen vtis o našem mostu.

Korak: Konceptni diagram

2. korak: Analiza

Tukaj je nekaj razlag za naš izračun spremenljivk oblike mostu, da bi lahko oblikovali izjemno lahko strukturo, ki bi lahko teoretično nosila večjo težo.

Ta del vključuje poznavanje analize sil in integrala. Upamo, da vam bo to pomagalo razumeti načelo in ga uporabiti pri podobnih situacijah, ko gradite svoj most.

3. korak: Seznam materialov:

** Cena lepila za les, bombažnih žic, voščenega papirja in drugih orodij ni vključena.

Tukaj je nekaj hiperpovezav za artikle, ki jih lahko kupite v Taobao.

Arduino Uno (21,90）)

Ogledna plošča （6,24）

Priključne žice.6 27,61）

Motorna plošča za pogon L298N (10,43）)

Infrardeči senzorji 2-30 cm 3.3V-5V (31,00）)

Mikro servo (8,81）)

Zobniški motor （30,00）

Lesna plošča Balsa （402,5）

Lesena letva Balsa （232,06）

Nož （38,40）

Tečaj （12,76）

4. korak: Shema vezja

Zgoraj je prikazan kratek diagram vezja. Žice različnih barv morajo biti povezane z ustreznimi logičnimi usti. Vse rdeče žice pomenijo 9V napajanje. Vse črne žice pomenijo tla. Zelena žica pomeni zeleno LED, rožnata žica pa rdečo LED.

Dva menjalnika s 100 vrtljaji na sekundo ponujata glavno silo za dvig mostu. Vozi jih poceni voznik motorja, voznik brez jedra L298N.

Micro Servo je zasnovan tako, da obrača palico, ki preprečuje, da bi avtomobil prešel most, ko je most dvignjen. Lahko se zavrti za 90 stopinj in se vrne na prvotno mesto.

Štirje infrardeči senzorji so bistveni pri odkrivanju avtomobila in ladje. Lahko so v pomoč pri odločitvi, kdaj je treba most dvigniti in spustiti.

Celoten postopek, ki izpolnjuje zahteve funkcionalnih testov, je treba izvesti na naslednji način:

· Senzor 1 zazna približevanje avtomobila A. Senzor 2 zazna približevanje ladje C. Pošljejo signale Arduinu, tako da rdeča LED odda svetlobo, mikro servo pa obrne palico, da ustavi avtomobil B.

· Senzor 3 zazna odhod avtomobila A. Nato začnejo delovati menjalniki in most dvignejo na ustrezno višino za prehod ladje C.

· Senzor 4 zazna odhod ladje C. Pošljejo signale v Arduino. Po intervalu 15 sekund se motorji začnejo premikati nazaj in spuščati most.

· Micro Servo se vrne v prvotno stanje in zelena LED -lučka oddaja luč, ki prikazuje dovoljenje za mimogrede avtomobila B.

** Bodite pozorni, da infrardeči senzorji, ki jih uporabljamo za gradnjo našega mostu, niso povsem enaki z zgornjim diagramom. Izberemo vrsto cenejšega, ki je lahko enako uporaben. Tovrstna slika je prikazana na seznamu materiala.

5. korak: Izdelajte krov

a. Štiri plošče 1m*120mm*3mm razrežite na 50 cm dolge.

b. Narišite več tesno razporejenih pravokotnih trikotnikov velikosti 4 cm dolge in 3 cm široke. Rezervirajte prostor 2 cm širine na vsaki strani in 0,5 cm širine med trikotniki. Te trikotnike izrežite z noži. ** Pazite, da ne zlomite stranice.

c. Vsaki dve plošči zlepite skupaj z lepilom za les. Na obe strani krovov položite in prilepite kos papirja iz voska.

Korak 6: Izdelajte okvirje

a. Lesene letve 3 mm razrežite na 15 cm 、 35 cm in dolžino 38 cm. Rahlo prilagodite njihove konce ustrezne oblike, da se prilegajo okvirju brez vmesnih vrzeli. Lepite jih skupaj. Nato naredite še 3 enake trikotnike.

b. Izrežite več 3 mm lesenih letev ustrezne velikosti. Lepite jih z (a) lesenimi trikotniki, da tvorijo več enakokrakega pravokotnega trikotnika različnih velikosti. (Ta korak je namenjen povečanju njegove vertikalne stabilnosti in lepote.)

c. Na povezovalne dele izrežite in lepite več 2 mm lesnih sekancev, da jih okrepite.

d. Izrežite več 5 mm lesenih letev na 23 cm. Dva (c) lesena trikotnika ločite na razdalji 23 cm. Med trikotnike nalepite šest letvic. Prepričajte se, da so enako oddaljeni. Nato naredite še enega enakega.

e. Uporabite 5 mm lesene letve ustrezne velikosti, da zapolnite prostor med (d) šestimi letvami podobnih trikotnih oblik. Lepite jih skupaj. (d, e korak je povečanje njegove bočne stabilnosti, ki naj bi jo preizkusili, vendar zaradi nekaterih razlogov preklicali. Zato ta struktura ni potrebna za zahteve.)

7. korak: Montaža

a. Krov prilepite na okvir. Vrh enega okvirja mora presegati rob deske, drugi pa se umakne.

b. Eno od (a) plošč razrežite na 35 cm dolgo

8. korak: popolnost

a. Na enem koncu plošče, dolge 35 cm, izvrtajte štiri majhne luknje. Na 24 cm dolgi deski izvrtajte dve ustrezni luknji. Povežite jih s tečaji in vijaki.

b. Štiri 8 mm lesene letve razrežite na 15 cm dolge. Na vsaki letvi izvrtajte luknjo na višini 12 cm. Na vsako desko vzporedno prilepite dve letvi z razdaljo 18 cm. Nato odrežite štiri palice 6 cm, da okrepite "stolpe".

c. Na obe letvi nalepite žarek.

d. Na enem koncu obeh desk izvrtajte dve luknji. Bombažne žice napeljite skozi luknje na premostitvenih deskah in navpičnih letvah.

e. Izvrtajte šest lukenj na koncu obeh krovov, da se prepričate, da jih je mogoče pritrditi na opornike z vijaki.

9. korak: Montaža vezja

a. Izrežite dve leseni kocki 2 cm in ju v zadnjem koraku prilepite na rob palice. Nato na vsako kocko prilepite Gear motor. Konec navoja prilepite na vreteno s 502.

b. Dva infrardeča senzorja prilepite navzdol na dva prečna nosilca (a). Na obe strani okvirja prilepite še dva infrardeča senzorja in ju prilagodite, da bo primerna za zaznavanje ladje.

c. Na eno od letvic na premičnem delu mostu prilepite mikro servo. Nato lepilno palico lepite nanjo kot pregradna vrata.

d. Odrežite majhen del plošče in ga pritrdite na drugo letev na premičnem delu mostu. Na majhno ploščo postavite rdečo LED in zeleno LED.

e. Priključite vse žice in večkrat preizkusite, da zagotovite izvedljivost kode Arduino.

10. korak: Končni pogled sistema

Hvala, ker ste se obrnili na naš priročnik!

Upamo, da vam bo pri oblikovanju premičnega mostu dal navdih.