Rörelsemaskiner: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Motion Machines ger en lekfull introduktion till rörelse, mekanism och robotik. Satsen består av en laserskärad plywoodkropp och enkla bulkdelar som långsamma växelmotorer, plastbatterier och skjutreglage. Eleverna kan experimentera med att byta storlek och form på laserskurna hjulfästen och ändra motorernas riktning för att göra robotar som snurrar, rullar och skakar.

Den här guiden är ett grovt utkast! Vi arbetar fortfarande med att utveckla detta lekfulla verktyg för utforskning. Remixa gärna designen och låt oss veta vad du hittar på när du experimenterar i ditt museum, klassrum, makerpace eller köksbord.

Steg 1: Samla material och verktyg

Köp eller samla följande material:

2 1xAA batteripaket

2 DPDT -skjutreglage med tre lägen

2 DAGU hobbymotorer (rät vinkel)

2 3D -tryckta nav

2ft x 4ft gemensamt underlag 5mm Lauan -ark för laserskurna kroppar

4 #8-32 muttrar

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

6 #2 x 3/8 skruvar för omkopplare och nav

2 #8 1/8 i träskruvar för batteripaket

svart och röd trådad tråd #26 AWG

Samla in följande verktyg:

Avbitartång

Wire Stripper

Lödkolv

Lim pistol

Philips huvudskruvmejsel

Nåltång

Du behöver också tillgång till en laserskärare och en 3D -skrivare. Vi använde en Prusa i3 MX2 för 3D -skrivaren och en EXLAS -laser från Jinan XYZ -maskiner (båda på Ace Monster Toys Makerspace i Oakland.

Steg 2: Lasercut the Bodies

Använd illustrator och laserskärare för att importera den bifogade filen motionmachinebodies.dxf och klippa kropparna enligt dina laserskärarinställningar.

Om du inte har tillgång till en laserskärare kan du klippa ut två 4in x 4in rutor av lauan -arket. Borra sedan 3/16in -hål i hörnen (uppställda på de två arken) och två.35 i x.60 i rektanglar i mitten (för omkopplarna).

Steg 3: 3D -skriv ut Connector Hubs

Vi konstruerade en speciell del i Tinkercad för att göra det lättare för eleverna att snabbt testa olika formade hjulnav och avlasta en del av trycket på den lilla motoraxeln.

Ladda ner filen motionmachinehub.stl och öppna den i din 3D -skrivarprogramvara. När du skriver ut de två hjulnaven, se till att testa att den tryckta delen först sitter ordentligt på motoraxeln. Du kan behöva justera delens storlek för att se till att den passar på motorn.

Steg 4: Anslut kretsen

Skaffa motorer, swich, batteripaket, rött och svart (eller två trådfärger). Lägg åt sidan en motor, strömbrytare och batteri.

Klipp en bit röd tråd och en bit svart tråd ca 3 tum lång. Anslut den röda ledningen till den nedre vänstra ledningen och den svarta ledningen till strömbrytarens nedre högra ledning.

Ta den andra änden av den svarta tråden och vrid tillsammans med den exponerade änden av den svarta tråden från batteriet. Löd de ihopvridna ändarna till strömbrytarens övre vänstra ledning.

Ta den andra änden av den röda tråden och vrid den tillsammans med den röda trådens exponerade ände från batteriet. Löd de ihopvridna ändarna till strömbrytarens övre vänstra ledning.

Fäst en svart och en röd tråd på de två sladdarna på baksidan av växelmotorn.

Anslut den svarta ledningen från motorn till den högra mittledningen och anslut den röda ledningen från motorn till den vänstra mittledningen.

Sätt i ett batteri i hållaren och testa att motorn går framåt, bakåt och av när omkopplaren är i mittläge. Om det inte fungerar kontrollerar du att ingen av trådarna rör vid mitten av strömbrytaren. Du kan behöva böja ledningarna utåt.

Upprepa dessa steg för andra sidan.

Steg 5: Fäst element på styrelsen

Vrid omkopplaren åt sidan och trä den genom brädet. Testa att motorn kör rätt riktning innan du skruvar på omkopplarna på det övre kortet med #2 x 3/8 skruvar.

Hetlim motorerna på brädan så att axeln är i mitten av kroppen. Försök att stoppa trådarna snyggt eller lägg till en klick varmt lim så att de håller sig på plats.

Använd 1/8 i träskruvar för att fästa batterierna i mitten av kroppen ovanför och under skjutreglagen.

Fäst de 3D -tryckta naven på axlarna och använd skruvarna #2 för att fästa biten i maskinen.

Steg 6: Anslut topp- och bottenlagren

Använd #8-32-muttrarna och maskinskruvarna för att ansluta de övre och nedre brädorna. Passformen ska vara tät men inte sätta för mycket press på maskinen.

Testa allt för att se till att det fungerar.

Steg 7: Klipp hjul

Använd illustratör och laserskärare för att importera den bifogade filen motionmachinewheels.dxf och klippa kropparna enligt dina laserskärarinställningar.

Formen kan vara lite knepig att få rätt beroende på inställningarna för din laserskärare. Testa det första hjulet och justera sedan storleken så att den sitter rätt på motornavet.

Om du inte har tillgång till en laserskärare kan du hoppa över det 3D -tryckta stycket, köpa prefabricerade hjul på Sparkfun och limma olika former eller återvunnet material på basen.

Steg 8: Experimentera med olika rörelser

Anslut hjulen till maskinen och slå på motorerna.

Kan du få styrelsen att resa i en rak linje?

Kan du göra små eller stora cirklar?

Kan maskinen se ut att dansa?

Kan du göra en maskin som kan passera olika ytor?

Tänk på hur hjularrangemangen förändrar maskinernas personlighet.

Steg 9: Anpassa dina maskiner

Om du vill lägga till lite mer personlighet på dina brädor kan du måla kropparna. Vi gjorde skräddarsydda stencyklister med en Silhouette -vinylskärare och spraymålade kropparna.

Lägg gärna till extra element som markörer, klockor, googley ögon eller förlängningsarmar till dina maskiner. Dessa remixer och karaktärsdesigner kan lägga till berättarelementen i denna aktivitet.

Steg 10: Tinkering med rörelsemaskiner i klassrummet

Vi utformade dessa element för att vara en vänlig workshop med elever på en lokal skola. Vi testade tavlorna med elever från dagis till femte klass samt på East Bay Maker Faire. Vi tror att den här aktiviteten kan användas både som en öppen aktivitet på fritiden samt integreras i större robotik, elektronik eller programmeringsplaner som ett första steg.

När de arbetar i klassrumsmiljön kan två elever dela en tavla och samarbeta om sina undersökningar. Uppmuntra eleverna att föra en journal eller en logg över vilka experiment de försöker. Denna dokumentation kan användas för att sprida reflektionssamtal.

Ordna en samling med 20-30 olika formade nav inklusive cirklar, ovaler, stjärnor och oregelbundna former på det delade arbetsutrymmet. Uppmuntra eleverna att testa olika kombinationer av nav och motorriktningar.

Du kan skapa en arena för maskinerna att röra sig i eller en hinderbana för dem att passera. Ta dem till olika ytor runt din skola och se hur de fungerar på olika ytor.

Denna aktivitet kan leda till ytterligare konst-, vetenskaps- och teknikupplevelser som kladdmaskiner som utvecklats av Tinkering Studio -teamet och till och med vara en låg tröskelinträde för programmering med arduino eller mikrobit för att göra dansrobotar eller vridna sköldpaddor.

Låt oss veta om du använder Motion Machines i din utbildningsmiljö. Vi ser fram emot att se hur denna idé kan anpassas och remixas för olika inställningar.

---

Prototypning av tid och FoU med Lodestar Charter School -elever för dessa Motion Machines möjliggjordes genom det generösa stödet från Cognizant "Making the Future" -bidraget.