Bevegelsesmaskiner: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Motion Machines gir en leken introduksjon til bevegelse, mekanisme og robotikk. Kittene består av en laserskåret kryssfinerhus og enkle bulkdeler som sakte bevegelige girmotorer, plastbatterier og skyvebrytere. Elever kan eksperimentere med å bytte størrelse og form på laserskjærte hjulfester og endre retningen på motorene for å lage roboter som snurrer, scooter og skinner.

Denne guiden er et grovt utkast! Vi jobber fortsatt med å utvikle dette lekne verktøyet for leting. Gjør gjerne remikser av designene og gi oss beskjed om hva du finner på mens du eksperimenterer i museet, klasserommet, skapet eller kjøkkenbordet.

Trinn 1: Samle materialer og verktøy

Kjøp eller saml følgende materialer:

2 1xAA batteripakker

2 DPDT skyvebrytere med tre posisjoner

2 DAGU hobbymotorer (rett vinkel)

2 3D -trykte nav

2ft x 4ft felles underlag 5 mm Lauan -ark for laserskårne kropper

4 #8-32 nøtter

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

6 #2 x 3/8 skruer for brytere og nav

2 #8 1/8 i treskruer for batteripakker

svart og rød strandet ledning #26 AWG

Samle inn følgende verktøy:

Wire Cutter

Wire Stripper

Loddejern

Varm limpistol

Philips skrutrekker

Nåltang

Du trenger også tilgang til en laserskjærer og en 3D -skriver. Vi brukte en Prusa i3 MX2 for 3D -skriveren og en EXLAS -laser fra Jinan XYZ -maskiner (begge på Ace Monster Toys Makerspace i Oakland.

Trinn 2: Lasercut the Bodies

Bruk programvare for illustrator og laserskærer til å importere den vedlagte filen motionmachinebodies.dxf og kutte kroppene i henhold til laserskjærerinnstillingene.

Hvis du ikke har tilgang til en laserskjærer, kan du kutte ut to 4 -til -4 -tommers firkanter av lauan -arket. Bor deretter 3/16in hull i hjørnene (stilt opp på de to arkene) og to.35 i x.60 i rektangler i midten (for bryterne).

Trinn 3: 3D -utskrift av koblingsnavene

Vi designet en spesiell del i Tinkercad for å gjøre det lettere for elevene å raskt teste ut forskjellige formede hjulnav og avlaste noe av trykket på den lille motorakslen.

Last ned filen motionmachinehub.stl og åpne den på 3D -skriverprogramvaren. Når du skriver ut de to hjulnavene, må du kontrollere at den trykte delen først sitter godt på motorakselen. Du må kanskje justere størrelsen på delen for å sikre at den passer på motoren.

Trinn 4: Koble til kretsen

Få motorer, swich, batteripakke, rød og svart (eller to trådfarger). Sett til side en motor, bryter og batteripakke.

Klipp et stykke rød ledning og et stykke svart ledning på ca 3 tommer. Koble den røde ledningen til den nedre venstre ledningen og den svarte ledningen til den nederste høyre ledningen på bryteren.

Ta den andre enden av den svarte ledningen og vri sammen med den eksponerte enden av den svarte ledningen fra batteripakken. Lodd de sammenviklede endene øverst til venstre på bryteren.

Ta den andre enden av den røde ledningen og vri sammen med den eksponerte enden av den røde ledningen fra batteripakken. Lodd de sammenviklede endene øverst til venstre på bryteren.

Fest en svart og en rød ledning til de to ledningene på baksiden av girmotoren.

Koble den svarte ledningen fra motoren til høyre midtledning og koble den røde ledningen fra motoren til venstre midtledning.

Sett et batteri i holderen og test for å sikre at motoren går fremover, bakover og av når bryteren er i midtstilling. Hvis det ikke fungerer, må du kontrollere at ingen av ledningene berører midten av bryteren. Du må kanskje bøye ledningene utover.

Gjenta disse trinnene for den andre siden.

Trinn 5: Fest elementer til styret

Vri bryteren til siden og tre den gjennom brettet. Test at motoren går riktig retning før du skrur på bryterne på topplaten med skruene #2 x 3/8.

Varm lim motorene til brettet slik at akselen er i midten av kroppen. Prøv å tette ledningene pent eller tilsett en klatt varmt lim slik at de holder seg på plass.

Bruk 1/8 i treskruer for å feste batteripakkene i midten av kroppen over og under glidebryterne.

Fest 3D -trykte nav til akslene og bruk skruene #2 for å feste stykket til maskinen.

Trinn 6: Koble topp- og bunnlaget

Bruk #8-32 muttere og maskinskruer for å koble topp- og bunnplatene sammen. Passformen skal være tettsittende, men ikke legge for mye press på maskinen.

Test alt for å sikre at det fungerer.

Trinn 7: Klipp hjul

Bruk programvare for illustrator og laserskjærer til å importere den vedlagte filen motionmachinewheels.dxf og kutte kroppene i henhold til laserskjærerinnstillingene.

Formen kan være litt vanskelig å få riktig avhengig av innstillingene til laserskjæreren din. Test det første hjulet og juster deretter størrelsen slik at den sitter godt på motornavet.

Hvis du ikke har tilgang til en laserskjærer, kan du hoppe over det 3D -trykte stykket, kjøpe prefabrikerte hjul på Sparkfun og lime forskjellige former eller resirkulerte materialer til basen.

Trinn 8: Eksperimenter med forskjellige bevegelser

Koble hjulene til maskinen og slå på motorene.

Kan du få brettet til å reise i en rett linje?

Kan du lage små eller store sirkler?

Kan maskinen se ut som om den danser?

Kan du lage en maskin som kan krysse forskjellige overflater?

Tenk på hvordan hjularrangementene endrer maskinens personlighet.

Trinn 9: Tilpass maskinene dine

Hvis du vil tilføre platene litt mer personlighet, kan du male kroppene. Vi lagde skreddersydde sjablongklistremerker ved hjelp av en Silhouette vinylskærer og spraymalte kroppene.

Du kan også legge til ekstra elementer som markører, bjeller, googley øyne eller forlengerarmer på maskinene dine. Disse remikser og karakterdesign kan legge til historielementene i denne aktiviteten.

Trinn 10: Tinkering med bevegelsesmaskiner i klasserommet

Vi designet disse elementene til å være et vennlig verksted med elever på en lokal skole. Vi testet tavlene med elever fra barnehage til femte klasse, så vel som på East Bay Maker Faire. Vi tror at denne aktiviteten kan brukes både som en åpen aktivitet i fritiden, samt integreres i større robotikk, elektronikk eller programmeringsplaner som et første skritt.

Når de jobber i klasseromsmiljøet, kan to studenter dele ett brett og samarbeide om sine undersøkelser. Oppfordre elevene til å føre en journal eller logg over hvilke eksperimenter de prøver. Denne dokumentasjonen kan brukes til å frø refleksjonssamtaler.

Arranger en samling med 20-30 forskjellige formede nav, inkludert sirkler, ovaler, stjerner og uregelmessige former på det delte arbeidsrommet. Oppfordre elevene til å teste ut forskjellige kombinasjoner av nav og retninger til motorene.

Du kan lage en arena for maskinene å bevege seg i eller en hinderløype for dem å krysse. Ta dem til forskjellige overflater rundt skolen din og se hvordan de fungerer på forskjellige overflater.

Denne aktiviteten kan føre til ytterligere kunst-, vitenskaps- og teknologiopplevelser som kladdemaskiner utviklet av Tinkering Studio -teamet og til og med være et lavt terskelinngangspunkt for programmering med arduino eller mikrobit for å lage dansende roboter eller vridde skilpadder.

Gi oss beskjed hvis du bruker bevegelsesmaskinene i utdanningsmiljøet ditt. Vi gleder oss til å se hvordan denne ideen kan tilpasses og blandes for forskjellige innstillinger.

---

Prototyping av tid og FoU med Lodestar Charter School -studenter for disse bevegelsesmaskinene ble muliggjort gjennom den sjenerøse støtten fra Cognizant "Making the Future" -stipendet.