Rörlig bro: 10 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Vi är META_XIII, kommer från University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Denna demonstrationsmanual är gjord för vår VG100 -kursdesign, en rörlig bro som styrs av Arduino.

JI bildades gemensamt 2006 av två främsta universitet, UM och SJTU. JI leder internationellt utbildningssamarbete i Kina, med både amerikanska och kinesiska utbildningsstilar. Det ligger på Minhang -campus i SJTU, sydväst i Shanghai, där teknikföretag samlas.

Det finns två kursprojekt i VG100, som båda kräver analys, schemaläggning och samarbete. Denna kurs förbereder studenterna för att vara ingenjörer med 4 kvalifikationer som JI uppskattar, internationalisering, tvärvetenskaplig, innovation och kvalitet. I Project1 -tävlingen bör varje grupp bygga "en rörlig bro" med specificerat material, och prestanda för bridge på speldagen gör stor skillnad för kursbetyget.

På speldagen ska alla 19 grupper komma till labbet i JI -byggnaden och genomföra flera delar av testerna. Den första delen är funktionstestet, där broar ska kunna stoppa bilarna och sedan öppna för att låta ett skepp passera. Vi slutförde hela processen framgångsrikt och fick full poäng. Den andra delen av testerna är storlek och belastningstester. Fler poäng kommer att uppnås om bron är lättare och bättre på bärande. Vi kunde bära 1 kg inom formvariabler på 2,83 mm. Vi rankade 9: e när det gäller estetik och 8: e i viktprovet.

Slutligen fick vår bro betyget 76,7, rankad 4: a.

Det finns en kort version av reglerna nedan:

A. Funktionstestprocess

a. En bil A kan passera bron.

b. När A fortfarande är på bron, närmar sig ett stort fartyg C bron underifrån.

c. Bron kan upptäcka C och lyfta sig själv efter att bilen A lämnat bron för att låta C passera under.

d. Efter att C har passerat kan bron återgå till det normala om 15 -talet.

B. Lastprov

Några små vikter kommer att läggas på bron 100g mer varje gång. Vikter läggs till upp till 1 kg eller tills avböjningen når 4 mm och registrerar sedan data.

C. Storlekstest

Bryggans totala massa (inklusive kretsdelen utom batterier) kommer att registreras och jämföras med andra grupper.

Videolänkar: Klicka här för att njuta av vår gameday bridge -video!

Vi hoppas att introduktionen kan ge ett generellt intryck på dig om vår bro.

Steg 1: Konceptdiagram

Steg 2: Analys

Här är några förklaringar till vår beräkning om broens formvariabler så att vi kan designa en extremt lätt struktur som kan bära mer vikt i teorin.

Denna del omfattar kunskapen om kraftanalys och integral. Vi hoppas att detta kan hjälpa dig att förstå principen och tillämpa den på liknande situationer när du bygger din bro.

Steg 3: Materiallista:

** Priset på trälim, bomullstrådar, vaxpapper och andra verktyg ingår inte.

Här är några hyperlänkar till föremålen du kan köpa på Taobao.

Arduino Uno (21,90）)

Brödbräda (6.24)

Anslutningskablar (27,61）)

Motor Drivbräda L298N (10,43）)

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

Micro Servo (8,81）)

Växelmotor （30,00）

Balsaträskiva (402,5）)

Balsaträsbänk （232,06）

Kniv (38,40）)

Gångjärn (12.76）)

Steg 4: Kretsdiagram

Ovan visas ett kort kretsschema. Ledningar med olika färger bör anslutas till motsvarande logiska munnar. Alla de röda ledningarna betyder 9V strömförsörjning. Alla de svarta trådarna betyder marken. Den gröna tråden betyder den gröna lysdioden som den rosa tråden betyder den röda lysdioden.

Två växelmotorer, som har 100 varv per sekund, erbjuder huvudkraften för att lyfta bron. De drivs av en billig motorförare, L298N kärnlös motorförare.

Micro Servo är utformad för att vrida en pinne som hindrar en bil från att passera bron när bron har lyfts. Den kan rotera 90 grader och återgå till den ursprungliga platsen.

Fyra infraröda sensorer är viktiga när du upptäcker bilen och fartyget. De kan vara till hjälp för att bestämma när bron ska lyftas och läggas ner.

Hela processen som uppfyller kraven i funktionstesterna bör utföras enligt följande:

· Sensor 1 detekterar när en bil A närmar sig. Sensor 2 detekterar närvaron av ett fartyg C. De skickar signalerna till Arduino så att den röda lysdioden släpper ut och Micro Servo vrider pinnen för att stoppa en bil B.

· Sensor 3 upptäcker avgången av bil A. Sedan börjar växelmotorerna att springa och lyfter bron till rätt höjd för skeppet C: s passering.

· Sensor 4 detekterar fartygets avgång. De skickar signalerna till Arduino. Efter ett intervall på 15 sekunder börjar växelmotorerna att backa och lägga ner bron.

· Micro Servo återgår till sitt ursprungliga skick och den gröna lysdioden släpper ut ljus för att visa tillstånd för en bil B som passerar.

** Var uppmärksam på att infraröda sensorer som vi använder för att bygga vår bro inte riktigt är desamma med diagrammet som visas ovan. Vi väljer ett slags billigare som kan vara lika användbart. Bilden av detta slag visas i materiallistan.

Steg 5: Tillverka däck

a. Skär fyra 1 m*120 mm*3 mm brädor i 50 cm långa.

b. Rita flera nära åtskilda höger trianglar med storleken 4 cm lång och 3 cm bred. Reservera ett utrymme på 2 cm brett på varje sida och 0,5 cm brett mellan trianglarna. Skär ut dessa trianglar med knivar. ** Var försiktig så att du inte bryter sidan.

c. Stick ihop varannan bräda med trälim. Lägg och stick en bit vaxpapper på båda sidor av däcken.

Steg 6: Tillverka ramar

a. Skär 3 mm träläkter i 15 cm 、 35 cm och 38 cm långa. Justera deras ändar något till rätt former för att passa in i ramen utan mellanrum. Limma ihop dem. Gör sedan ytterligare tre identiska trianglar.

b. Skär flera 3 mm träläkter av rätt storlek. Stick dem med (a) trä trianglarna för att bilda flera likbent höger triangel av olika storlekar. (Detta steg är att öka dess vertikala stabilitet och skönhet.)

c. Klipp och lim flera 2 mm flis på anslutningsdelarna för att förstärka dem.

d. Skär flera 5 mm trälister till 23 cm. Ställ in två (c) trätrianglar från varandra med avståndet 23 cm. Stick sex lister mellan trianglarna. Se till att de är lika långt borta. Gör sedan en annan identisk.

e. Fortsätt med att använda 5 mm träläkter av rätt storlek för att fylla utrymmet mellan (d) sex lister med liknande trigonala former. Håll ihop dem. (d, e steg är att öka dess sidostabilitet, som är tänkt att testas men avbrytas av några skäl. Så denna struktur är onödig för kraven.)

Steg 7: Montering

a. Stick fast däcket med ramen. Den ena ramen ska överskrida brädans kant medan den andra dras tillbaka.

b. Skär en av (a) brädan till 35 cm lång

Steg 8: Perfektion

a. Borra fyra små hål i ena änden av den 35 cm långa brädan. Borra två motsvarande hål på en 24 cm lång bräda. Anslut dem med ett gångjärn och skruvar.

b. Skär fyra 8 mm träläkter till 15 cm långa. Borra ett hål på varje latta på 12 cm höjd. Fäst två läktar på varje bräda parallellt med ett avstånd på 18 cm. Skär sedan fyra pinnar på 6 cm för att förstärka "tornen".

c. Stick en balk över de två läktarna.

d. Borra två hål i ena änden av de två brädorna. Trä bomullstrådarna genom hålen på bryggbrädorna och vertikala lister.

e. Borra sex hål i slutet av båda däcken för att se till att de kan fixeras på distanserna med skruvar.

Steg 9: Kretsmontering

a. Skär två träbitar på 2 cm och limma dem på kanten av det gångjärnsförsedda däcket i det sista steget. Lim sedan en växelmotor på var och en av kuben respektive. Lim änden av tråden på spindeln med 502.

b. Limma två infraröda sensorer nedåt till de två tvärstrålarna (a). Lim ytterligare två infraröda sensorer på båda sidor av ramen, justera dem för att vara lämpliga för att upptäcka fartyget.

c. Lim en mikroservo på en av läktarna på den rörliga delen av bron. Limma sedan fast en träpinne som en spärrport.

d. Skär en liten del av brödbrädan och fäst den på den andra läkten på den rörliga delen av bron. Sätt en röd lysdiod och en grön lysdiod på den lilla brödbrädan.

e. Anslut alla trådar och testa upprepade gånger för att säkerställa genomförbarheten av Arduino -kod.

Steg 10: Slutlig systemvy

Tack för att du hänvisar till vår manual!

Vi hoppas att det kan ge dig lite inspiration när du designar din rörliga bro.