Bevegelig bro: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Vi er META_XIII, som kommer fra University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Denne demonstrasjonsmanualen er laget for vårt VG100 -kursdesign, en bevegelig bro kontrollert av Arduino.

JI ble i fellesskap etablert i 2006 av to fremste universiteter, UM og SJTU. JI leder internasjonalt utdanningssamarbeid i Kina, med både amerikanske og kinesiske utdanningsstiler. Det ligger på Minhang -campus i SJTU, sørvest i Shanghai, hvor teknologiselskaper samles.

Det er to kursprosjekter i VG100, som begge krever analyse, planlegging og samarbeid. Dette kurset forbereder studentene på å være ingeniører med 4 kvalifikasjoner som JI setter pris på, internasjonalisering, tverrfaglig, innovasjon og kvalitet. I Project1 -konkurransen bør hver gruppe bygge "en bevegelig bro" med spesifiserte materialer, og ytelsen til bridge på spilldagen gjør en stor forskjell for kurskarakteren.

På spilldagen skulle alle de 19 gruppene komme til laboratoriet i JI -bygningen og fullføre flere deler av testene. Den første delen er funksjonstesten, der broer skal kunne stoppe bilene og deretter åpne for å la et skip passere. Vi fullførte hele prosessen vellykket og fikk full karakter. Den andre delen av testene er størrelses- og belastningstester. Flere poeng vil oppnås hvis broen er lettere og bedre til å bære. Vi kunne bære 1 kg innenfor formvariabler på 2,83 mm. Vi rangerte 9. plass når det gjelder estetikk og på 8. plass i vektprøven.

Til slutt fikk broen vår karakteren 76,7, rangert som fjerde.

Det er en kort versjon av reglene vist nedenfor:

A. Funksjonstestprosess

en. En bil A kan passere broen.

b. Når A fremdeles er på broen, nærmer et stort skip C seg broen nedenfra.

c. Broen kan oppdage C, og løfte seg selv etter at bilen A forlot broen for å la C passere under.

d. Etter at C har passert, kan broen gå tilbake til normal om 15 -årene.

B. Lasttest

Noen små vekter vil bli satt på broen 100g mer hver gang. Vekter legges til 1 kg eller til nedbøyningen når 4 mm og registrerer deretter dataene.

C. Størrelsestest

Broens totale masse (inkludert kretsdelen unntatt batterier) vil bli registrert og sammenlignet med andre grupper.

Videokoblinger: Klikk her for å nyte vår gameday bridge -video!

Vi håper introduksjonen kan gi et generelt inntrykk på deg om broen vår.

Trinn 1: Konseptdiagram

Trinn 2: Analyse

Her er noen forklaringer på beregningen vår om broens formvariabler, slik at vi kan designe en ekstremt lett struktur som kan bære mer vekt i teorien.

Denne delen innebærer kunnskap om kraftanalyse og integrert. Vi håper dette kan hjelpe deg å forstå prinsippet og bruke det i lignende situasjoner når du bygger broen din.

Trinn 3: Materialeliste:

** Prisen på trelim, bomullstråder, vokspapir og andre verktøy er ikke inkludert.

Her er noen hyperkoblinger for elementene du kan kjøpe på Taobao.

Arduino Uno (21,90）)

Brødbrett (6.24)

Tilkoblingskabler （27,61）

Motor Drivbrett L298N (10.43)

Infrarøde sensorer 2-30cm 3.3V-5V (31.00）)

Micro Servo (8,81）)

Girmotor （30,00）

Balsa treplate (402,5)

Balsa tre lekter （232,06）

Kniv (38,40）)

Hengsel (12,76）)

Trinn 4: Kretsdiagram

Vist ovenfor er et kort kretsdiagram. Ledninger med forskjellige farger bør kobles til tilsvarende logiske munn. Alle de røde ledningene betyr 9V strømforsyning. Alle de svarte ledningene betyr bakken. Den grønne ledningen betyr den grønne LED -en som den rosa ledningen betyr den røde LED -en.

To girmotorer, som har 100 omdreininger per sekund, tilbyr hovedkraften for å løfte broen. De drives av en billig motorfører, L298N kjerneløs motorfører.

Micro Servo er designet for å snu en pinne som forhindrer en bil i å passere broen når broen er løftet. Den kan rotere 90 grader og gå tilbake til det opprinnelige stedet.

Fire infrarøde sensorer er viktige når du skal oppdage bilen og skipet. De kan være nyttige for å bestemme når broen skal løftes og settes ned.

Hele prosessen som oppfyller kravene til funksjonstestene bør utføres som følger:

· Sensor 1 registrerer tilnærmingen til en bil A. Sensor 2 oppdager tilnærmingen til et skip C. De sender signalene til Arduino slik at den røde LED -en gir ut lys og Micro Servo snur pinnen for å stoppe en bil B.

· Sensor 3 oppdager avgang av bil A. Deretter begynner girmotorene å løpe og løfter broen til riktig høyde for skip C -passering.

· Sensor 4 oppdager avgang fra skip C. De sender signalene til Arduino. Etter et intervall på 15 sekunder begynner Gear Motors å snu og sette ned broen.

· Micro Servo går tilbake til sin opprinnelige tilstand, og den grønne lysdioden gir lys for å vise tillatelse fra en bil B.

** Vær oppmerksom på at infrarøde sensorer vi bruker til å bygge broen vår ikke er helt like med diagrammet vist ovenfor. Vi velger en slags billigere som kan være like nyttig. Bildet av denne typen er vist i materiallisten.

Trinn 5: Fabricate Deck

en. Skjær fire 1m*120mm*3mm brett i 50 cm lange.

b. Tegn flere tette trekanter med tett mellomrom med størrelsen 4 cm lang og 3 cm bred. Reserver et mellomrom på 2 cm bredt på hver side og 0,5 cm bredt mellom trekanter. Skjær ut disse trekantene med kniver. ** Vær forsiktig så du ikke ødelegger siden.

c. Fest hvert annet bord sammen med trelim. Legg og lim et stykke vokspapir på begge sider av dekkene.

Trinn 6: Lag rammer

en. Skjær 3 mm trelekter i 15 cm 、 35 cm og 38 cm lange. Juster endene litt til riktige former for å passe inn i rammen uten mellomrom. Lim dem sammen. Lag deretter ytterligere 3 identiske trekanter.

b. Skjær flere 3 mm trelekter av riktig størrelse. Stick dem med (a) trekanter for å danne flere likbenede trekanter av forskjellige størrelser. (Dette trinnet er å øke sin vertikale stabilitet og skjønnhet.)

c. Klipp og lim flere 2 mm flis til forbindelsesdelene for å forsterke dem.

d. Skjær flere 5 mm trelekter i 23 cm. Sett to (c) trekanter fra hverandre med en avstand på 23 cm. Stick seks lekter mellom trekanter. Sørg for at de er like langt unna. Lag deretter en annen identisk.

e. Fortsett å bruke 5 mm trelekter av riktig størrelse for å fylle mellomrommet mellom (d) seks lekter med lignende trigonale former. Fest dem sammen. (d, e trinn er å øke sidestabiliteten, som skal testes, men avbrytes på grunn av noen årsaker. Så denne strukturen er unødvendig for kravene.)

Trinn 7: Montering

en. Fest dekket med rammen. Den ene rammens spiss skal overstige kanten av brettet mens den andre trekkes tilbake.

b. Skjær den ene (a) platen i 35 cm lang

Trinn 8: Perfeksjon

en. Bor fire små hull i den ene enden av det 35 cm lange brettet. Bor to tilsvarende hull på et 24 cm langt brett. Koble dem med et hengsel og skruer.

b. Skjær fire 8 mm trelekter i 15 cm lange. Bor et hull på hver lekter i høyden 12 cm. Fest to lekter til hvert brett parallelt med en avstand på 18 cm. Skjær deretter fire pinner på 6 cm for å forsterke “tårnene”.

c. Fest en bjelke over de to lektene.

d. Bor to hull i den ene enden av de to brettene. Tre bomullstrådene gjennom hullene på brobrettene og vertikale lekter.

e. Bor seks hull på enden av begge dekk for å sikre at de kan festes på anleggene med skruer.

Trinn 9: Kretsmontering

en. Skjær to trebiter på 2 cm og lim dem fast på kanten av det hengslede dekket i det siste trinnet. Lim deretter en girmotor til hver av terningene. Lim enden av tråden til spindelen med 502.

b. Lim to infrarøde sensorer nedover til de to tverrbjelkene (a). Lim ytterligere to infrarøde sensorer på begge sider av rammen, juster dem slik at de er passende for å oppdage skipet.

c. Lim en mikroservo til en av lektene på den bevegelige delen av broen. Lim deretter en trepinne til den som en barriereport.

d. Skjær en liten del av brødbrettet og fest det til den andre lekten på den bevegelige delen av broen. Sett en rød LED og en grønn LED på det lille brødbrettet.

e. Koble til alle ledningene og test flere ganger for å sikre at Arduino -koden er gjennomførbar.

Trinn 10: Endelig systemvisning

Takk for at du henviser til håndboken vår!

Vi håper det kan gi deg inspirasjon når du designer den bevegelige broen din.