เครื่องเคลื่อนไหว: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

Motion Machines ให้ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว กลไก และหุ่นยนต์อย่างสนุกสนาน ชุดอุปกรณ์ประกอบด้วยตัวไม้อัดตัดด้วยเลเซอร์และชิ้นส่วนขนาดใหญ่ เช่น มอเตอร์เกียร์ที่เคลื่อนที่ช้า ชุดแบตเตอรี่พลาสติก และสวิตช์แบบสไลด์ ผู้เรียนสามารถทดลองโดยเปลี่ยนขนาดและรูปร่างของสิ่งที่แนบมากับล้อตัดด้วยเลเซอร์และเปลี่ยนทิศทางของมอเตอร์เพื่อสร้างบอทที่หมุน กระโดด และ shimmy

คู่มือนี้เป็นฉบับร่างคร่าวๆ! เรายังคงทำงานเพื่อพัฒนาเครื่องมือที่น่าเล่นนี้สำหรับการสำรวจ รู้สึกอิสระที่จะรีมิกซ์การออกแบบและแจ้งให้เราทราบว่าคุณคิดอย่างไรขณะทดลองในพิพิธภัณฑ์ ห้องเรียน พื้นที่ผู้ผลิต หรือโต๊ะในครัว

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุและเครื่องมือ

ซื้อหรือรวบรวมวัสดุดังต่อไปนี้:

ก้อนแบตเตอรี่ 1xAA 2 ก้อน

สวิตช์สไลด์ DPDT สามตำแหน่ง 2 ตำแหน่ง

มอเตอร์เกียร์อดิเรก DAGU 2 ตัว (มุมขวา)

ฮับพิมพ์ 3 มิติ 2 อัน

แผ่นรองพื้น Lauan ขนาด 2 ฟุต x 4 ฟุต 5 มม. สำหรับตัวตัดด้วยเลเซอร์

4 #8-32 ถั่ว

4 #8-32 x 1 1/2in สกรูเครื่อง

6 #2 x 3/8 สกรูสำหรับสวิตช์และฮับ

2 #8 1/8 ในสกรูไม้สำหรับแบตเตอรี่

ลวดเกลียวสีดำและสีแดง #26 AWG

รวบรวมเครื่องมือต่อไปนี้:

เครื่องตัดลวด

เครื่องปอกสายไฟ

หัวแร้ง

ปืนกาวร้อน

ไขควงหัวแฉก Philips

คีมจมูกเข็ม

คุณจะต้องใช้เครื่องตัดเลเซอร์และเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เราใช้ Prusa i3 MX2 สำหรับเครื่องพิมพ์ 3D และเลเซอร์ EXLAS จากเครื่องจักร Jinan XYZ (ทั้งที่ Ace Monster Toys Makerspace ในโอ๊คแลนด์

ขั้นตอนที่ 2: Lasercut ร่างกาย

ใช้ซอฟต์แวร์นักวาดภาพประกอบและเครื่องตัดเลเซอร์เพื่อนำเข้าไฟล์ที่แนบ motionmachinebodies.dxf และตัดส่วนต่างๆ ตามการตั้งค่าเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ

หากคุณไม่มีเครื่องตัดเลเซอร์ คุณสามารถตัดแผ่น lauan สองแผ่นขนาด 4 นิ้วคูณ 4 นิ้วออกได้ จากนั้นเจาะ 3/16in รูที่มุม (เรียงกันบนสองแผ่น) และสอง. 35 ใน x.60 ในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าตรงกลาง (สำหรับสวิตช์)

ขั้นตอนที่ 3: 3D พิมพ์ฮับตัวเชื่อมต่อ

เราออกแบบชิ้นส่วนพิเศษใน Tinkercad เพื่อให้ผู้เรียนสามารถทดสอบดุมล้อรูปทรงต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว และลดแรงกดบนเพลามอเตอร์ขนาดเล็ก

ดาวน์โหลดไฟล์ motionmachinehub.stl และเปิดในซอฟต์แวร์เครื่องพิมพ์ 3D ของคุณ ในขณะที่คุณพิมพ์ดุมล้อสองล้อ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ทดสอบชิ้นส่วนที่พิมพ์บนเพลามอเตอร์ก่อน คุณอาจต้องปรับขนาดของชิ้นส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าพอดีกับมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมต่อวงจร

รับมอเตอร์, สวิตซ์, ชุดแบตเตอรี่, สีแดงและสีดำ (หรือสายไฟสองสี) วางมอเตอร์ สวิตช์ และชุดแบตเตอรี่ไว้หนึ่งชุด

ตัดลวดสีแดงหนึ่งเส้นและลวดสีดำหนึ่งเส้นยาวประมาณ 3 นิ้ว ต่อสายสีแดงเข้ากับตะกั่วด้านซ้ายล่าง และสายสีดำกับตะกั่วด้านขวาล่างของสวิตช์

นำปลายสายสีดำอีกด้านมาบิดเข้าด้วยกันกับปลายสายสีดำที่โผล่ออกมาจากก้อนแบตเตอรี่ ประสานปลายบิดเข้าด้วยกันที่ตะกั่วบนซ้ายของสวิตช์

นำปลายอีกด้านของสายสีแดงมาบิดเข้าด้วยกันกับปลายสายสีแดงที่โผล่ออกมาจากก้อนแบตเตอรี่ ประสานปลายบิดเข้าด้วยกันที่ตะกั่วบนซ้ายของสวิตช์

ต่อสายสีดำหนึ่งเส้นและสีแดงหนึ่งเส้นเข้ากับสายนำทั้งสองที่ด้านหลังของมอเตอร์เกียร์

ต่อสายสีดำจากมอเตอร์เข้ากับสายกลางด้านขวา และต่อสายสีแดงจากมอเตอร์ไปยังสายกลางด้านซ้าย

ใส่แบตเตอรี่ลงในตัวยึดและทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์เดินหน้า ถอยหลัง และดับเมื่อสวิตช์อยู่ที่ตำแหน่งตรงกลาง หากไม่ได้ผล ให้ตรวจสอบว่าไม่มีสายไฟมาแตะตรงกลางสวิตช์ คุณอาจต้องโค้งงอนำออกไปด้านนอก

ทำซ้ำขั้นตอนเหล่านี้สำหรับอีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 5: แนบองค์ประกอบเข้ากับบอร์ด

หมุนสวิตช์ไปด้านข้างแล้วร้อยผ่านบอร์ด ทดสอบว่ามอเตอร์วิ่งไปในทิศทางที่ถูกต้องก่อนขันสวิตช์บนแผงด้านบนด้วยสกรู #2 x 3/8

ติดกาวมอเตอร์เข้ากับบอร์ดโดยให้เพลาอยู่ตรงกลางลำตัว พยายามเก็บสายไฟให้เรียบร้อยหรือเติมกาวร้อนเล็กน้อยเพื่อให้เข้าที่

ใช้สกรูไม้ 1/8 ในการติดชุดแบตเตอรี่ที่กึ่งกลางของตัวเครื่องด้านบนและด้านล่างของสวิตช์แบบสไลด์

ติดดุมล้อที่พิมพ์ 3 มิติเข้ากับเพลา และใช้สกรู #2 เพื่อยึดชิ้นส่วนเข้ากับตัวเครื่อง

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่อชั้นบนและชั้นล่าง

ใช้น็อต #8-32 และสกรูเครื่องเพื่อเชื่อมต่อแผงด้านบนและด้านล่างเข้าด้วยกัน ความพอดีควรกระชับแต่ไม่กดดันตัวเครื่องมากเกินไป

ทดสอบทุกอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 7: ตัดล้อ

ใช้ซอฟต์แวร์นักวาดภาพประกอบและเครื่องตัดเลเซอร์เพื่อนำเข้าไฟล์ที่แนบ motionmachinewheels.dxf และตัดส่วนต่างๆ ตามการตั้งค่าเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ

รูปร่างอาจทำได้ยากเล็กน้อยเพื่อให้ถูกต้อง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ ทดสอบล้อแรกแล้วปรับขนาดให้พอดีกับดุมมอเตอร์

หากคุณไม่มีเครื่องตัดเลเซอร์ คุณสามารถข้ามชิ้นงานที่พิมพ์ 3 มิติ ซื้อล้อสำเร็จรูปบน Sparkfun และติดกาวรูปทรงต่างๆ หรือวัสดุรีไซเคิลเข้ากับฐานได้

ขั้นตอนที่ 8: ทดลองกับการเคลื่อนไหวที่แตกต่างกัน

ต่อล้อเข้ากับเครื่องแล้วเปิดมอเตอร์

คุณสามารถทำให้กระดานเดินทางเป็นเส้นตรงได้หรือไม่?

คุณสามารถสร้างวงกลมขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ได้หรือไม่?

ตัวเครื่องสามารถดูเหมือนกำลังเต้นได้หรือไม่?

คุณสามารถสร้างเครื่องจักรที่สามารถสำรวจพื้นผิวต่างๆ ได้หรือไม่?

ลองนึกถึงวิธีที่การจัดเรียงล้อเปลี่ยนบุคลิกของเครื่องจักร

ขั้นตอนที่ 9: ปรับแต่งเครื่องจักรของคุณ

หากคุณต้องการเพิ่มบุคลิกให้กับกระดานของคุณอีกเล็กน้อย คุณสามารถทาสีร่างกายได้ เราทำสติกเกอร์ลายฉลุแบบกำหนดเองโดยใช้เครื่องตัดไวนิล Silhouette และพ่นสีร่างกาย

คุณสามารถเพิ่มองค์ประกอบพิเศษ เช่น มาร์กเกอร์ ระฆัง ตากูลลี่อาย หรือส่วนต่อขยายให้กับเครื่องจักรของคุณได้ตามสบาย การออกแบบรีมิกซ์และตัวละครเหล่านี้สามารถเพิ่มองค์ประกอบการเล่าเรื่องของกิจกรรมนี้ได้

ขั้นตอนที่ 10: ซ่อมแซมด้วยเครื่องเคลื่อนไหวในห้องเรียน

เราออกแบบองค์ประกอบเหล่านี้ให้เป็นเวิร์กช็อปที่เป็นมิตรกับนักเรียนในโรงเรียนในท้องถิ่น เราทดสอบกระดานกับผู้เรียนตั้งแต่ชั้นอนุบาลถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 และที่ East Bay Maker Faire เราคิดว่ากิจกรรมนี้สามารถใช้ได้ทั้งเป็นกิจกรรมปลายเปิดในเวลาว่างและรวมเข้ากับหลักสูตรหุ่นยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ หรือการเขียนโปรแกรมที่ใหญ่ขึ้นเป็นก้าวแรก

เมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมในห้องเรียน นักเรียนสองคนสามารถแชร์กระดานเดียวและทำงานร่วมกันในการสืบสวนได้ ส่งเสริมให้ผู้เรียนจดบันทึกหรือบันทึกการทดลองที่พวกเขาลองทำ เอกสารนี้สามารถใช้เพื่อสร้างการสนทนาแบบไตร่ตรอง

จัดเรียงคอลเลกชั่นฮับที่มีรูปร่างแตกต่างกัน 20-30 อัน รวมถึงวงกลม วงรี ดาว และรูปร่างที่ไม่ปกติบนพื้นที่ทำงานที่ใช้ร่วมกัน กระตุ้นให้นักเรียนทดสอบชุดฮับและทิศทางต่างๆ ของมอเตอร์แบบต่างๆ

คุณสามารถสร้างสนามประลองเพื่อให้เครื่องจักรเคลื่อนที่หรือสร้างสิ่งกีดขวางให้พวกมันเคลื่อนที่ได้ พาพวกเขาไปยังพื้นผิวต่างๆ รอบโรงเรียนของคุณและดูว่าพวกมันทำงานอย่างไรบนพื้นผิวต่างๆ

กิจกรรมนี้สามารถนำไปสู่ประสบการณ์ด้านศิลปะ วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเพิ่มเติม เช่น เครื่องขีดเขียนที่พัฒนาโดยทีม Tinkering Studio และยังเป็นจุดเริ่มต้นขั้นต่ำในการเขียนโปรแกรมด้วย Arduino หรือ microbit เพื่อสร้างหุ่นยนต์เต้นรำหรือเต่าบิดตัว

แจ้งให้เราทราบหากคุณใช้ Motion Machines ในสภาพแวดล้อมทางการศึกษาของคุณ เรารอคอยที่จะเห็นว่าแนวคิดนี้สามารถปรับเปลี่ยนและรีมิกซ์สำหรับการตั้งค่าต่างๆ ได้อย่างไร

---

เวลาในการสร้างต้นแบบและการวิจัยและพัฒนากับนักเรียน Lodestar Charter School สำหรับ Motion Machines เหล่านี้เกิดขึ้นได้ผ่านการสนับสนุนอย่างใจกว้างของทุน Cognizant "Making the Future"