Styrbar vibrerende Tensegrity -robot: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

En tensegrity -struktur er laget av elastiske snorer og stive stiver. Den kan bøyes og komprimeres når den faller ned eller klemmes, og deretter springer den tilbake i form. Det har også en høy grad av samsvar, noe som betyr at det ikke vil skade mennesker eller utstyr rundt det. Det, sammen med motstandskraften, gjør en tensegrity til et nyttig rammeverk for roboter som trenger å tåle støt eller vri og snu seg gjennom uregelmessige mellomrom.

Denne ultra-enkle roboten er basert på arbeid av professor John Rieffel og studenter ved Union College i Schenectady, NY. De lager tensegrity -roboter som har programmerbare kropper. Med riktig design kan du styre dem med bare en vibrerende motor. Robotene svinger til venstre eller høyre avhengig av vibrasjonsfrekvensen.

Kroppen til denne versjonen er laget av sugerør og gummibånd. Det er basert på et tensegrity icosahedron -feriepyntprosjekt av Bre Pettis for Make magazine -nettstedet i 2007.

Når du har bygget din tensegrity -struktur, kan du raskt sette sammen en krets for å få roboten til å bevege seg ved å bruke:

• en liten vibrerende motor
• en dimmerbryter for å få den til å kjøre raskere eller saktere, og
• en søylediagramindikator som viser hvor mye strøm du leverer til motoren.

Når du fester motoren til strekkgraden, rister strukturen og beveger seg over bordet.

Jeg bygde min krets raskt og enkelt ved hjelp av littleBits, elektroniske moduler som klikker sammen magnetisk. Hvis du har alle delene, kan du bygge din egen Tensegrity -robot på mindre enn en time. Når du er ferdig, kan du gjenbruke littleBits i andre prosjekter.

Dette prosjektet dukket opprinnelig opp i min bok Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Du kan finne flere flotte robotikkprosjekter for barn og nybegynnere i min siste bok, BOTS !, fra Nomad Press.

Rekvisita

• 6 sugerør (TIPS: Ha noen ekstra sugerør ved hånden mens du jobber. Hvis et sugerør bøyes, er det bedre å bytte det ut enn å prøve å fikse det.)
• 6 lange gummibånd, omtrent 5 tommer lange
• 6 korte gummibånd - en tomme eller to lange
• flyttbart lim, for eksempel limprikker

• littleBits -moduler:

  • makt
  • mørkere
  • søylediagram
  • wire, og
  • vibrasjonsmotor

Trinn 1: Klipp sugerør

Skjær 6 stykker halm til ikke mer enn ca 5 lange.

Klipp en spalte i hver ende, sørg for at spaltene er på linje (dvs. begge vertikale). Slissene skal være ¼ dype - nok til å holde gummibåndet på plass, men ikke så mye at halmen begynner å svekke og bøye seg.

Trinn 2: Koble til sugerør

Sett opp 2 sugerør og pakk et lite gummibånd løst rundt hver ende av paret.

Gjør det samme med et andre sugerør og skyv dem vinkelrett mellom de to første sugerørene for å danne en "X" -form.

Trinn 3: Legg til flere sugerør

Ta de to siste sugerørene og pakk et lite gummibånd rundt den ene enden.

Skyv dem gjennom krysset mellom de andre sugerørene slik at de er vinkelrett på de to første parene, og vikle deretter et lite gummibånd rundt den andre enden.

Trinn 4: Strekk gummibånd

Vri ett par sugerør slik at spaltene er horisontale og vender mot deg, med det ene over det andre. Strekk et langt gummibånd fra den horisontale spalten i det øvre sugerøret, opp og over et par vinkelrette sugerør, og til den andre enden av sugerøret, og før det gjennom alle fire slissene.

Gjenta med de resterende sugerørene.

Juster gummibåndene slik at de er jevne.

Trinn 5: Klipp gummibånd og juster

Klipp bort de små gummibåndene slik at tensegrity -strukturen springer opp.

Juster sugerørene slik at de er parallelle og ikke berører hverandre.

Trinn 6: Monter LittleBits

Monter nå den lilleBits elektroniske kretsen som får din tensegrity -bot til å gå:

• Koble strømmodulen (eller “Bit”) til batteriet.
• Fest dimmerbrytermodulen for å skru spenningen opp eller ned.
• Koble stolpediagrammodulen til dimmerbryteren. Dette er en bit med fem rader med miniatyr -lysdioder; etter hvert som mer strøm går gjennom det, lyser flere lysdioder.
• Fest en eller flere ledninger. Ledningsmodulene er korte, så bruk 2 eller 3 for å sikre at roboten har plass til å bevege seg.
• Til slutt legger du til den vibrerende motoren. Dette er en liten plate, omtrent på størrelse med en pille, med 2 tynne ledninger som fester den til en magnetisk base.

Trinn 7: Få det til å bevege seg

For å prøve tensegrity -roboten, koble den elektroniske kretsen til halmmodellen din. Sett vibrasjonsmotoren slik at ingen av elektronikken kommer i veien for tensegrity -strukturens bevegelse. Bestem hvor du vil feste skiveenden på motoren din. Bruk tape eller et annet lim for å holde det på et av sugerørene. Strekk motortråden langs sugerøret og fest motorbasen og trådbasen til den. Slå på motoren og øk sakte effekten med dimmerbryteren. Du begynner å se gummibåndene vibrere i sympati, og tensegrity -roboten din skal begynne å shimmy langs bordet. Se om du kan styre den til høyre og venstre ved å justere kraften. Hvis roboten din ikke beveger seg, kan du prøve å feste motoren høyere eller lavere på strukturen. Å flytte robotens tyngdepunkt litt utenfor sentrum kan hjelpe til med å overvinne tregheten. Nå som roboten fungerer, kan du eksperimentere med å plassere motoren på forskjellige steder på tensegrity -strukturen - i midten, av i det ene hjørnet - for å se hvilken posisjon som gir de mest pålitelige og interessante bevegelsene. Varierende hastighet og plassering av motoren vil produsere forskjellige bevegelser, noe som gir roboten en slags fysisk intelligens. GÅR VIDERE Mens denne enkle tensegrity -roboten beveger seg gjennom vibrasjoner, beveger avanserte tensegrity -roboter seg ved å trekke sammen kablene og endre form slik at de kan rulle. For en enda større utfordring, tenk på hvordan du kan designe roboten din til å gjøre det samme. Eller bryt deg ut av prototypefasen og bygg en ny versjon av denne kretsen uten å bruke littleBits. Fra og med her vil du være godt i gang med å lage dine egne avanserte tensegrity -roboter.