Управляемый вибрирующий робот тенсегрити: 7 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Структура тенсегрити состоит из эластичных шнуров и жестких распорок. Он может сгибаться и сжиматься при падении или сжатии, а затем снова принимает форму. Он также имеет высокую степень соответствия, что означает, что он не причинит вреда людям или оборудованию вокруг него. Это, вместе с его устойчивостью, делает тенсегрити полезной основой для роботов, которым необходимо выдерживать толчки или скручивания и поворачиваться в неровных пространствах.

Этот сверхпростой робот основан на работе профессора Джона Риффеля и студентов Union College в Скенектади, штат Нью-Йорк. Они создают роботов-тенсегрити с программируемыми телами. При правильной конструкции вы можете управлять ими с помощью только вибрационного двигателя. Роботы поворачиваются влево или вправо в зависимости от частоты колебаний.

Корпус этой версии сделан из трубочки для питья и резинок. Он основан на проекте праздничного украшения тенсегрити-икосаэдр Бре Петтиса для веб-сайта журнала Make в 2007 году.

После того, как вы построили свою структуру тенсегрити, вы можете быстро собрать схему, чтобы ваш робот двигался, используя:

• крошечный вибрирующий мотор
• диммер, чтобы он работал быстрее или медленнее, и
• гистограмма, показывающая, сколько мощности вы подаете на двигатель.

Когда вы прикрепите мотор к тенсегрити, конструкция будет дрожать и перемещаться по столу.

Я быстро и легко построил свою схему, используя littleBits, электронные модули, которые соединяются вместе с помощью магнитов. Если у вас есть все детали, вы можете построить своего собственного робота Тенсегрити менее чем за час. Когда вы закончите, вы можете повторно использовать littleBits в других проектах.

Изначально этот проект появился в моей книге «Создание простых роботов: изучение новейшей робототехники с повседневными задачами». Вы можете найти больше замечательных проектов робототехники для детей и начинающих в моей последней книге BOTS !, изданной Nomad Press.

Запасы

• 6 соломинок для питья (СОВЕТ: держите под рукой запасные соломинки, пока вы работаете. Если соломинка гнулась, лучше заменить ее, чем пытаться починить.)
• 6 длинных резинок, примерно 5 дюймов в длину
• 6 коротких резинок - дюйм или два длинных
• съемный клей, например, точки клея

• модули littleBits:

  • власть
  • диммер
  • гистограмма
  • проволока и
  • вибромотор

Шаг 1: нарезать соломку

Отрежьте 6 кусков соломы длиной не более 5 дюймов.

На каждой соломинке прорежьте прорези с обоих концов, убедившись, что прорези выровнены (т. Е. Обе вертикальны). Прорези должны быть дюйма глубиной - достаточно, чтобы удерживать резиновую ленту на месте, но не настолько, чтобы соломинка начала ослабевать и гнуться.

Шаг 2: соедините соломинки

Выровняйте 2 соломинки и свободно оберните небольшую резиновую ленту вокруг каждого конца пары.

Проделайте то же самое со второй парой соломинок и вставьте их перпендикулярно между первыми двумя соломинками, чтобы получилась X-образная форма.

Шаг 3. Добавьте больше соломинок

Возьмите две последние соломинки и оберните их небольшой резинкой вокруг одного конца.

Проденьте их через пересечение других соломинок так, чтобы они были перпендикулярны первым двум парам, а затем оберните небольшой резинкой вокруг другого конца.

Шаг 4: растягиваем резинки

Скрутите одну пару соломок так, чтобы их прорези располагались горизонтально и смотрели на вас, одна над другой. Протяните длинную резиновую ленту от горизонтальной прорези верхней соломки вверх и над парой перпендикулярных соломинок и до другого конца соломинки, пропустив ее через все четыре прорези.

Повторите то же самое с оставшимися соломинками.

Отрегулируйте резинки так, чтобы они были ровными.

Шаг 5: отрежьте резинки и отрегулируйте

Отрежьте маленькие резиновые ленты, чтобы пружины тенсегрити раскрылись.

Отрегулируйте пары соломок так, чтобы они были параллельны и не касались друг друга.

Шаг 6: соберите LittleBits

Теперь соберите электронную схему littleBits, которая заставит вашего бота тенсегрити работать:

• Вставьте силовой модуль (или «бит») в аккумулятор.
• Присоедините модуль переключателя диммера для повышения или понижения напряжения.
• Подключите модуль гистограммы к переключателю диммера. Это бит с пятью рядами миниатюрных светодиодов; по мере того, как через него проходит больше энергии, загорается больше светодиодов.
• Присоедините один или несколько проводов. Проволочные модули короткие, поэтому используйте 2 или 3, чтобы убедиться, что вашему роботу есть место для движения.
• Наконец, добавьте вибрационный двигатель. Это небольшой диск размером с таблетку с двумя тонкими проволоками, прикрепленными к магнитному основанию.

Шаг 7: заставьте его двигаться

Чтобы опробовать своего робота-тенсегрити, прикрепите свою электронную схему к модели соломинки. Расположите вибрирующий двигатель так, чтобы никакая электроника не мешала движению тенсегрити-структуры. Решите, куда вы хотите прикрепить дисковый конец двигателя. Используйте скотч или другой клей, чтобы закрепить его на одной из соломинок. Протяните провод двигателя вдоль соломинки и прикрепите к нему основание двигателя и основание для проволоки. Включите двигатель и медленно увеличивайте мощность с помощью переключателя диммера. Вы начнете видеть, как резинки сочувственно вибрируют, и ваш робот-тенсегрити должен начать кататься по столу. Посмотрите, сможете ли вы повернуть его вправо и влево, регулируя мощность. Если ваш робот не двигается, попробуйте прикрепить двигатель выше или ниже к конструкции. Немного смещение центра тяжести робота может помочь преодолеть его инерцию. Теперь, когда робот работает, поэкспериментируйте с размещением двигателя в разных местах конструкции тенсегрити - в центре, вне угла - чтобы увидеть, какое положение обеспечивает наиболее надежные и интересные движения. Варьируя скорость и расположение мотора, вы получите разные виды движения, что придаст роботу своего рода физический интеллект. ДАЛЬНЕЙШИЕ ДЕЙСТВИЯ В то время как этот простой робот тенсегрити движется через вибрацию, усовершенствованные роботы тенсегрити двигаются, стягивая свои тросы и меняя форму, чтобы они могли катиться. Для еще большей сложности подумайте о том, как бы вы могли сконструировать своего робота, чтобы он делал то же самое. Или выйдите из стадии прототипирования и создайте новую версию этой схемы без использования littleBits. Начав здесь, вы будете на пути к созданию собственных продвинутых роботов-тенсегрити.