Lenkbarer vibrierender Tensegrity-Roboter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Eine Tensegrity-Struktur besteht aus dehnbaren Schnüren und steifen Streben. Es kann sich beim Herunterfallen oder Zusammendrücken biegen und zusammendrücken und dann wieder in Form springen. Es hat auch ein hohes Maß an Compliance, was bedeutet, dass es Personen oder Geräten in der Umgebung nicht schadet. Das macht eine Tensegrity zusammen mit ihrer Belastbarkeit zu einem nützlichen Rahmen für Roboter, die Stößen standhalten oder sich durch unregelmäßige Räume drehen und wenden müssen.

Dieser ultra-einfache Roboter basiert auf der Arbeit von Professor John Rieffel und Studenten des Union College in Schenectady, NY. Sie erschaffen Tensegrity-Roboter mit programmierbaren Körpern. Mit dem richtigen Design können Sie sie mit nur einem vibrierenden Motor lenken. Je nach Frequenz der Vibrationen drehen die Roboter nach links oder rechts.

Der Körper dieser Version besteht aus Trinkhalmen und Gummibändern. Es basiert auf einem Tensegrity-Ikosaeder-Feiertagsschmuckprojekt von Bre Pettis für die Website des Make-Magazins aus dem Jahr 2007.

Sobald Sie Ihre Tensegrity-Struktur erstellt haben, können Sie schnell eine Schaltung zusammenstellen, um Ihren Roboter zu bewegen, indem Sie Folgendes verwenden:

• ein kleiner vibrierender Motor
• einen Dimmer, um ihn schneller oder langsamer zu machen, und
• ein Balkendiagramm, das anzeigt, wie viel Leistung Sie dem Motor zuführen.

Wenn Sie den Motor an der Tensegrity befestigen, wird die Struktur wackeln und sich über den Tisch bewegen.

Ich habe meine Schaltung schnell und einfach mit littleBits gebaut, elektronischen Modulen, die magnetisch zusammenschnappen. Wenn Sie alle Teile haben, können Sie Ihren eigenen Tensegrity-Roboter in weniger als einer Stunde bauen. Wenn Sie fertig sind, können Sie die littleBits in anderen Projekten wiederverwenden.

Dieses Projekt erschien ursprünglich in meinem Buch Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Weitere tolle Robotik-Projekte für Kinder und Anfänger finden Sie in meinem neuesten Buch BOTS! von Nomad Press.

Lieferungen

• 6 Trinkhalme (TIPP: Halten Sie während der Arbeit einige Ersatzhalme bereit. Wenn sich ein Strohhalm verbiegt, ersetzen Sie ihn besser, als ihn zu reparieren.)
• 6 lange Gummibänder, ungefähr 5 Zoll lang
• 6 kurze Gummibänder – ein oder zwei Zoll lang
• ablösbarer Kleber, wie Klebepunkte

• littleBits-Module:

  • Energie
  • Dimmer
  • Balkendiagramm
  • Draht, und
  • Vibrationsmotor

Schritt 1: Strohhalme schneiden

Schneiden Sie 6 Stück Stroh auf eine Länge von nicht mehr als 5 ab.

Schneiden Sie an jedem Strohhalm einen Schlitz an beiden Enden und stellen Sie sicher, dass die Schlitze ausgerichtet sind (d. h. beide vertikal). Die Schlitze sollten ¼ tief sein - genug, um das Gummiband an Ort und Stelle zu halten, aber nicht so sehr, dass der Strohhalm zu schwächen und zu biegen beginnt.

Schritt 2: Strohhalme verbinden

Richten Sie 2 Strohhalme aus und wickeln Sie ein kleines Gummiband locker um jedes Ende des Paares.

Machen Sie dasselbe mit einem zweiten Paar Strohhalme und schieben Sie es senkrecht zwischen die ersten 2 Strohhalme, um eine "X" -Form zu bilden.

Schritt 3: Weitere Strohhalme hinzufügen

Nimm die letzten 2 Strohhalme und wickle ein kleines Gummiband um ein Ende.

Schieben Sie sie durch die Kreuzung der anderen Strohhalme, sodass sie senkrecht zu den ersten 2 Paaren stehen, und wickeln Sie dann ein kleines Gummiband um das andere Ende.

Schritt 4: Stretch-Gummibänder

Drehe ein Paar Strohhalme so, dass ihre Schlitze horizontal sind und dir zugewandt sind, übereinander. Ziehen Sie ein langes Gummiband vom horizontalen Schlitz des oberen Strohhalms nach oben und über ein Paar senkrechter Strohhalme bis zum anderen Ende des Strohhalms, indem Sie es durch alle vier Schlitze führen.

Wiederholen Sie dies mit den restlichen Strohhalmen.

Passen Sie die Gummibänder so an, dass sie gleichmäßig sind.

Schritt 5: Gummibänder schneiden und anpassen

Schneiden Sie die kleinen Gummibänder weg, damit die Tensegrity-Struktur aufspringt.

Passen Sie die Strohhalmepaare so an, dass sie parallel sind und sich nicht berühren.

Schritt 6: Montieren Sie die LittleBits

Bauen Sie nun die elektronische Schaltung von littleBits zusammen, die Ihren Tensegrity-Bot zum Laufen bringt:

• Stecken Sie das Powermodul (oder „Bit“) in die Batterie.
• Bringen Sie das Dimmschaltermodul zum Erhöhen oder Verringern der Spannung an.
• Verbinden Sie das Bargraph-Modul mit dem Dimmer. Dies ist ein Bit mit fünf Reihen von Miniatur-LEDs; Je mehr Strom durch ihn fließt, desto mehr LEDs leuchten auf.
• Bringen Sie einen oder mehrere Drähte an. Die Drahtmodule sind kurz, verwenden Sie also 2 oder 3, um sicherzustellen, dass Ihr Roboter Bewegungsfreiheit hat.
• Schließlich fügen Sie den Vibrationsmotor hinzu. Dies ist eine kleine Scheibe, etwa so groß wie eine Pille, mit 2 dünnen Drähten, die sie an einer magnetischen Basis befestigen.

Schritt 7: Machen Sie es bewegen

Um Ihren Tensegrity-Roboter auszuprobieren, befestigen Sie Ihre elektronische Schaltung an Ihrem Strohmodell. Stellen Sie den Vibrationsmotor so auf, dass keine Elektronik die Bewegung der Tensegrity-Struktur behindert. Entscheiden Sie, wo Sie das Scheibenende Ihres Motors anbringen möchten. Verwenden Sie Klebeband oder einen anderen Kleber, um ihn an einem der Strohhalme zu befestigen. Ziehen Sie den Motordraht entlang des Strohhalms und befestigen Sie die Motorbasis und die Drahtbasis daran. Schalten Sie den Motor ein und erhöhen Sie langsam die Leistung mit dem Dimmer. Sie werden sehen, wie die Gummibänder mitfühlen, und Ihr Tensegrity-Roboter sollte beginnen, über den Tisch zu hangeln. Sehen Sie, ob Sie es nach rechts und links lenken können, indem Sie die Leistung anpassen. Wenn sich Ihr Roboter nicht bewegt, versuchen Sie, den Motor höher oder niedriger an der Struktur zu befestigen. Eine etwas außermittige Verschiebung des Schwerpunkts des Roboters kann helfen, seine Trägheit zu überwinden. Nachdem der Roboter nun funktioniert, experimentieren Sie damit, den Motor an verschiedenen Stellen der Tensegrity-Struktur zu platzieren – in der Mitte, an einer Ecke – um zu sehen, welche Position die zuverlässigsten und interessantesten Bewegungen erzeugt. Durch das Variieren der Geschwindigkeit und Platzierung des Motors werden verschiedene Arten von Bewegungen erzeugt, die dem Roboter eine Art physische Intelligenz verleihen. WEITER GEHEN Während sich dieser einfache Tensegrity-Roboter durch Vibration bewegt, bewegen sich fortschrittliche Tensegrity-Roboter, indem sie ihre Kabel zusammenziehen und ihre Form ändern, damit sie rollen können. Für eine noch größere Herausforderung sollten Sie sich überlegen, wie Sie Ihren Roboter so gestalten könnten, dass er dasselbe tut. Oder brechen Sie aus der Prototyping-Phase aus und bauen Sie eine neue Version dieser Schaltung, ohne littleBits zu verwenden. Von hier aus sind Sie auf dem besten Weg, Ihre eigenen fortschrittlichen Tensegrity-Roboter zu bauen.