Styrbar vibrerende Tensegrity -robot: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

En tensegrity struktur er lavet af elastiske snore og stive stivere. Det kan bøje og komprimere, når det falder eller klemmes, og derefter springe tilbage i form. Det har også en høj grad af overholdelse, hvilket betyder, at det ikke vil skade mennesker eller udstyr omkring det. Det gør sammen med dets modstandsdygtighed en tensegrity til en nyttig ramme for robotter, der skal modstå stød eller vride og dreje sig selv gennem uregelmæssige rum.

Denne ultra-simple robot er baseret på arbejde udført af professor John Rieffel og studerende ved Union College i Schenectady, NY. De skaber tensegrity -robotter, der har programmerbare kroppe. Med det rigtige design kan du styre dem med blot en vibrerende motor. Robotterne drejer til venstre eller højre afhængigt af vibrationernes frekvens.

Legemet i denne version er lavet af sugerør og gummibånd. Det er baseret på et tensegrity icosahedron -feriepyntprojekt af Bre Pettis til Make magazine -webstedet i 2007.

Når du har opbygget din tensegrity -struktur, kan du hurtigt sammensætte et kredsløb for at få din robot til at bevæge sig ved hjælp af:

• en lille vibrerende motor
• en dæmperkontakt for at få den til at køre hurtigere eller langsommere, og
• en søjlediagramindikator, der viser, hvor meget strøm du leverer til motoren.

Når du fastgør motoren til spændingsgraden, ryster strukturen og bevæger sig hen over bordet.

Jeg byggede mit kredsløb hurtigt og nemt ved hjælp af littleBits, elektroniske moduler, der klikker sammen magnetisk. Hvis du har alle delene, kan du bygge din egen Tensegrity Robot på mindre end en time. Når du er færdig, kan du genbruge de små bits i andre projekter.

Dette projekt optrådte oprindeligt i min bog Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Du kan finde flere fantastiske robotprojekter for børn og begyndere i min seneste bog, BOTS !, fra Nomad Press.

Forbrugsvarer

• 6 sugerør (TIP: Hav nogle ekstra sugerør ved hånden, mens du arbejder. Hvis et halm bøjer, er det bedre at udskifte det end at forsøge at rette det op.)
• 6 lange elastikker, cirka 5 centimeter lange
• 6 korte elastikker - en tomme eller to lange
• aftageligt klæbemiddel, såsom limprikker

• littleBits moduler:

  • strøm
  • dæmper
  • søjlediagram
  • ledning og
  • vibrationsmotor

Trin 1: Skær sugerør

Skær 6 stykker halm til ikke mere end ca. 5 lange.

På hvert sugerør skæres en slids i hver ende og sørger for, at spalterne er justeret (dvs. begge lodrette). Slidserne skal være ¼ dybe - nok til at holde gummibåndet på plads, men ikke så meget, at halmen begynder at svække og bøje.

Trin 2: Tilslut sugerør

Stil 2 sugerør op og vikl et lille gummibånd løst omkring hver ende af parret.

Gør det samme med et andet par sugerør og skub dem vinkelret mellem de to første sugerør for at danne en "X" form.

Trin 3: Tilføj flere sugerør

Tag de sidste 2 sugerør og vikl et lille gummibånd omkring den ene ende.

Skub dem gennem skæringspunktet mellem de andre sugerør, så de er vinkelret på de to første par, og vikl derefter et lille gummibånd om den anden ende.

Trin 4: Stræk gummibånd

Drej et par sugerør, så deres spalter er vandrette og vender mod dig, med det ene over det andet. Stræk et langt gummibånd fra den vandrette slids i det øverste halm, op og over et par vinkelrette sugerør og til den anden ende af halmen, og før det gennem alle fire slidser.

Gentag med de resterende sugerør.

Juster gummibåndene, så de er lige.

Trin 5: Klip gummibånd og juster

Skær de små gummibånd væk, så spændingsstrukturen springer op.

Juster parene af sugerør, så de er parallelle og ikke rører hinanden.

Trin 6: Saml LittleBits

Saml nu det lilleBits elektroniske kredsløb, der får din tensegrity -bot til at køre:

• Sæt strømmodulet (eller “Bit”) i batteriet.
• Monter dimmerkontaktmodulet for at skrue op eller ned for spændingen.
• Tilslut søjlediagrammet til lysdæmperen. Dette er en bit med fem rækker miniature LED'er; efterhånden som mere strøm går igennem, lyser flere lysdioder.
• Fastgør en eller flere ledninger. Trådmodulerne er korte, så brug 2 eller 3 til at sikre, at din robot har plads til at bevæge sig.
• Til sidst tilføjes den vibrerende motor. Dette er en lille skive, på størrelse med en pille, med 2 tynde tråde, der fastgør den til en magnetisk base.

Trin 7: Få det til at bevæge sig

For at prøve din tensegrity -robot skal du tilslutte dit elektroniske kredsløb til din halmmodel. Placer den vibrerende motor, så ingen af elektronikken kommer i vejen for spændingsstrukturens bevægelse. Beslut, hvor du vil montere skiveenden på din motor. Brug tape eller et andet klæbemiddel til at holde det på et af sugerørene. Stræk motortråden langs sugerøret, og fastgør motorbasen og trådbunden til den. Tænd motoren, og øg langsomt effekten med dæmperkontakten. Du begynder at se gummibåndene vibrere i sympati, og din tensegrity -robot skal begynde at shimmy langs bordet. Se om du kan styre den til højre og venstre ved at justere strømmen. Hvis din robot ikke bevæger sig, kan du prøve at fastgøre motoren højere eller lavere på strukturen. At flytte robotens tyngdepunkt lidt off-center kan hjælpe med at overvinde dens inerti. Nu hvor robotten fungerer, kan du eksperimentere med at placere motoren forskellige steder på spændingsstrukturen - i midten, ud på det ene hjørne - for at se, hvilken position der giver de mest pålidelige og interessante bevægelser. Varierende hastighed og placering af motoren vil producere forskellige former for bevægelse, hvilket giver robotten en slags fysisk intelligens. GÅR VIDERE Mens denne simple tensegrity -robot bevæger sig gennem vibrationer, bevæger avancerede tensegrity -robotter sig ved at trække deres kabler sammen og ændre form, så de kan rulle. For en endnu større udfordring, tænk på, hvordan du kan designe din robot til at gøre det samme. Eller bryde ud af prototypefasen og bygge en ny version af dette kredsløb uden at bruge littleBits. Fra og med her er du godt i gang med at lave dine egne avancerede tensegrity -robotter.