Bevægelsesmaskiner: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Motion Machines giver en legende introduktion til bevægelse, mekanisme og robotik. Sættene består af en laserskåret krydsfinerlegeme og enkle bulkdele som langsomtgående gearmotorer, plastbatterier og glidekontakter. Eleverne kan eksperimentere med at skifte størrelse og form på laserskårne hjulbeslag og ændre motorens retning for at lave robotter, der snurrer, scooter og skrammer.

Denne guide er et groft udkast! Vi arbejder stadig på at udvikle dette legende værktøj til efterforskning. Remix gerne designet og lad os vide, hvad du finder på, mens du eksperimenterer i dit museum, klasseværelse, makerpace eller køkkenbord.

Trin 1: Saml materialer og værktøjer

Køb eller indsaml følgende materialer:

2 1xAA batteripakker

2 DPDT -skydekontakter i tre positioner

2 DAGU hobbymotorer (ret vinkel)

2 3D -trykte hubs

2ft x 4ft fælles underlag 5 mm Lauan -ark til laserskårne kroppe

4 #8-32 nødder

4 #8-32 x 1 1/2 i maskinskruer

6 #2 x 3/8 skruer til kontakter og nav

2 #8 1/8 i træskruer til batteripakker

sort og rød strandet ledning #26 AWG

Saml følgende værktøjer:

Wire Cutter

Wire Stripper

Loddekolbe

Varm limpistol

Philips skruetrækker

Nålestang

Du skal også have adgang til en laserskærer og en 3D -printer. Vi brugte en Prusa i3 MX2 til 3D -printeren og en EXLAS -laser fra Jinan XYZ -maskiner (begge på Ace Monster Toys Makerspace i Oakland.

Trin 2: Lasercut the Bodies

Brug illustrator- og laserskærersoftware til at importere den vedhæftede fil motionmachinebodies.dxf og skære kropene i henhold til dine laserskærerindstillinger.

Hvis du ikke har adgang til en laserskærer, kan du skære to firkanter på 4in x 4in lauan -ark ud. Bor derefter 3/16in huller i hjørnerne (stillet op på de to ark) og to.35 i x.60 i rektangler i midten (til kontakterne).

Trin 3: 3D -udskriv Connector Hubs

Vi designede en særlig del i Tinkercad for at gøre det lettere for eleverne hurtigt at afprøve forskellige formede hjulnav og aflaste noget af trykket på den lille motoraksel.

Download filen motionmachinehub.stl, og åbn den på din 3D -printersoftware. Når du udskriver de to hjulnav, skal du kontrollere, at den udskrevne del først sidder tæt på motorakslen. Du skal muligvis justere størrelsen på delen for at sikre, at den passer til motoren.

Trin 4: Tilslut kredsløbet

Få motorer, swich, batteripakke, rød og sort (eller to trådfarver). Sæt en motor, switch og batteripakke til side.

Skær et stykke rød ledning og et stykke sort ledning på cirka 3 tommer. Tilslut den røde ledning til den nederste venstre ledning og den sorte ledning til den nederste højre ledning på kontakten.

Tag den anden ende af den sorte ledning og vrid den sammen med den sorte ende af den sorte ledning fra batteripakken. Lod de sammenviklede ender til afbryderens øverste venstre ledning.

Tag den anden ende af den røde ledning og vrid den sammen med den eksponerede ende af den røde ledning fra batteripakken. Lod de sammenviklede ender til afbryderens øverste venstre ledning.

Fastgør en sort og en rød ledning til de to ledninger på bagsiden af gearmotoren.

Tilslut den sorte ledning fra motoren til højre midterledning, og tilslut den røde ledning fra motoren til venstre midterledning.

Sæt et batteri i holderen, og test for at sikre, at motoren går fremad, bagud og fra, når kontakten er i midterposition. Hvis det ikke virker, skal du kontrollere, at ingen af ledningerne rører ved midten af kontakten. Du skal muligvis bøje ledningerne udad.

Gentag disse trin for den anden side.

Trin 5: Vedhæft elementer til bestyrelsen

Drej kontakten til siden, og træk den gennem brættet. Test, at motoren kører den korrekte retning, før du skruer kontakter på toppladen med #2 x 3/8 skruerne.

Varm lim motorerne til brættet, så akslen er i midten af kroppen. Prøv at putte ledningerne pænt eller tilføj en klat varm lim, så de forbliver på plads.

Brug 1/8 i træskruer til at fastgøre batteripakkerne i midten af kroppen over og under skydekontakterne.

Fastgør de 3D -trykte nav til akslerne og brug #2 -skruerne til at fastgøre stykket til maskinen.

Trin 6: Tilslut de øverste og nederste lag

Brug #8-32 møtrikkerne og maskinens skruer til at forbinde de øverste og nederste brædder sammen. Pasformen skal være tæt, men ikke lægge for meget pres på maskinen.

Test alt for at sikre, at det fungerer.

Trin 7: Skær hjul

Brug illustrator- og laserskærersoftware til at importere den vedhæftede fil motionmachinewheels.dxf og skære kropene i henhold til dine laserskærerindstillinger.

Formen kan være lidt vanskelig at få ret afhængigt af indstillingerne for din laserskærer. Test det første hjul, og juster derefter størrelsen, så den passer godt til motornavet.

Hvis du ikke har adgang til en laserskærer, kan du springe det 3D -trykte stykke over, købe præfabrikerede hjul på Sparkfun og lime forskellige former eller genbrugsmaterialer til basen.

Trin 8: Eksperimenter med forskellige bevægelser

Tilslut hjulene til maskinen, og tænd motorerne.

Kan du få brættet til at rejse i en lige linje?

Kan du lave små eller store cirkler?

Kan maskinen se ud som om den danser?

Kan du lave en maskine, der kan krydse forskellige overflader?

Tænk på, hvordan hjularrangementerne ændrer maskinernes personlighed.

Trin 9: Tilpas dine maskiner

Hvis du vil tilføje lidt mere personlighed til dine brædder, kan du male kroppene. Vi lavede brugerdefinerede stencil klistermærker ved hjælp af en Silhouette vinylskærer og spraymalede kroppene.

Du er også velkommen til at tilføje ekstra elementer som markører, klokker, googley øjne eller forlængerarme til dine maskiner. Disse remixer og karakterdesign kan føje til historiefortællende elementer i denne aktivitet.

Trin 10: Tinkering med bevægelsesmaskiner i klasseværelset

Vi designede disse elementer til at være en venlig workshop med elever på en lokal skole. Vi testede tavlerne med elever fra børnehave til femte klasse samt på East Bay Maker Faire. Vi tror, at denne aktivitet både kan bruges som en åben aktivitet i fritiden samt integreres i større robotik, elektronik eller programmeringsplaner som et første skridt.

Når de arbejder i klasseværelsesmiljøet, kan to studerende dele en bestyrelse og samarbejde om deres undersøgelser. Opmuntre eleverne til at føre en journal eller en log over, hvilke eksperimenter de prøver. Denne dokumentation kan bruges til at frø refleksionssamtaler.

Arranger en samling af 20-30 forskellige formede nav, herunder cirkler, ovaler, stjerner og uregelmæssige former på det delte arbejdsområde. Opmuntre eleverne til at afprøve forskellige kombinationer af nav og retninger for motorerne.

Du kan oprette en arena for maskinerne at bevæge sig rundt i eller en forhindringsbane for dem at krydse. Tag dem til forskellige overflader omkring din skole og se, hvordan de fungerer på forskellige overflader.

Denne aktivitet kan føre til yderligere kunst-, videnskabs- og teknologiske oplevelser som klatremaskiner udviklet af Tinkering Studio -teamet og endda være et lavt tærskelindgangspunkt til programmering med arduino eller mikrobit til at lave dansende robotter eller snoede skildpadder.

Lad os vide, hvis du bruger bevægelsesmaskiner i dit uddannelsesmiljø. Vi glæder os til at se, hvordan denne idé kan tilpasses og remixes til forskellige indstillinger.

---

Prototyping af tid og FoU med Lodestar Charter School -elever til disse bevægelsesmaskiner blev muliggjort gennem den generøse støtte fra Cognizant "Making the Future" -tilskuddet.