Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Minikten Yükselmeye 8 Ayaklı Trotbotlar Yapmak

Şekil A. Fotoğraf Beth Vagle.

Dergideki makaleleri buradan oku. Yapmak:. Henüz bir aboneliğiniz yok mu? Bugün bir tane al.

Üç yıl önce, 13 yaşındayken, Lego Technic parçalarını kullanarak “TrotBot” adını verdiğimiz yeni tip bir yürüyen robot geliştiren ekibin bir parçasıydım ve daha sonra bir SUV boyutuna kadar ölçeklendirmeye yardımcı oldum (Şekil A). . New York'taki World Maker Faire 2016'daki en son dev TrotBot'umuzu ve daima çocuklara isabet eden Lego prototiplerimizi gösterdik.

Bu şaşırtıcı deneyimin dışında, diğer çocuklarla ve eğitimcilerle paylaşmak istediğim bir yürüyen robot STEM mücadelesi geliştirdim.

TrotBot, Theo Jansen’in Strandbeest’i veya Joe Klann’ın Mekanik Örümcekleri gibi mekanik bir yürüteç, ancak öncelikle çocuklara hitap etmek, bazı mühendisliği öğrenmek ve kendi yürüyüş robotlarını inşa etmek isteyenlere ilham vermek için geliştirdik. Bu nedenle iki tasarım hedefimiz vardı:

1. Gerçekçi hareket - TrotBot dört nala koşan bir atı taklit eder 2. Yüksek işlevsellik - Çocukların robotlarıyla gerçekten oynamasını ve doğada bulunan engebeli arazide yürürken hayal güçlerinde kaybolmalarını istedik, sadece düz bir adamda değil yapımı yüzeyler.

Şekil B. Ben Vagle'ın görüntüsü

İşlevsellik hedefimize yükselen bir mekanizma oluşturarak ulaştık, böylece ayakları çarpmalara veya engellere takılmayacak. Ne demek istediğimi göstermek için, işte benim bilgisayar simülasyonum (yukarıdaki Şekil B ve yukarıdaki videoda canlandırılmış olarak gösterilen), TrotBot'un adımını (sağda) Strandbeest (solda) ve Klann'ın örümceğiyle (ortada) karşılaştırarak farklı ayakların nasıl hareket ettiğini gösteren ileri yürürken (şemada sağdan sola).

Fotoğrafı çeken Hep Svadja

Şekil C. Fotoğraf Ben Vagle

Şekil D. Ben Vagle tarafından fotoğraf

Ama gerçekten TrotBot'u çalışırken, bir tahta kazık (Şekil C) ya da çölde kaygan kaya (Şekil D) üzerinde koşarken görmek zorundasınız; YouTube Kanalımdan aşağıdaki videoları izleyin.

TrotBot'u büyütmekten bir ton aldık ve yüksek basamaklı yürüyüşü korurken zemin temasını artıran geliştirilmiş ayak tasarımıyla, gördüğüm en işlevsel yürüyüşçüleri oluşturmak için bu öngörüleri Lego ölçeğine kadar geri çektim.

Fotoğrafı çeken Ben Vagle

Lazerle kesilmiş ahşaptan bir robot kiti yapmış olabilirdim, ancak çoğu çocuğun aşina olduğu bir ortam olan Lego'da planları yayınlayarak en büyük STEM etkisini yaratabileceğimi düşünüyorum. Ayrıca, Lego’nun Mindstorms EV3 sistemi, yürüteçlerin ihtiyaç duyduğu temel otomasyon bileşenlerine sahiptir, böylece çocuklar ve eğitimciler TrotBot’u teknolojiyi keşfetmek için bir platform olarak kullanabilirler. Tasarımlar anlaşıldığında, Lego'dan Vex bileşenleri gibi diğer araçlara aktarılması kolaydır.

Fotoğrafı çeken Ben Vagle

Şimdiye kadar, TrotBot’un mekanizmasının özellikleri halka açıklanmadı, ancak her zaman Maker Faires’a TrotBot kitleri satabilir miyiz ya da en azından insanlara nasıl yapılacağını göstermem istenir. Sonunda bu insanlara verdiğim sözleri yerine getirdim ve detaylı planların yanı sıra arkalarındaki mühendislik görüşlerini yayınladım.

Şekil E. Ben Vagle tarafından fotoğraf

Şekil F. Fotoğraf Ben Vagle

Bu Lego TrotBot için tam kurulum talimatlarını yeni web sitemdeki DIY Walkers'da bulabilirsiniz. Bir tane yapmak gayretli bir çalışma gerektirir. İlk önce her bir bacağın mekanik bağlantısını veya “kinematik zinciri” (Şekil E ve F) inşa edersiniz, daha sonra 8 ayağı motorları ve dişli takımıyla birlikte bir çerçeveye monte edersiniz (Şekil G).

Şekil G. Ben Vagle tarafından fotoğraf

Teknik kirişler, pimler ve dişlilere ek olarak, bu yapı Lego'nun Güç Fonksiyonları IR RX 8884 uzaktan kumanda alıcısı, 8885 IR uzaktan kumanda, 2 Lego Motorları kullanır (Daha küçük 8883 M-Motorları tavsiye ederim, ancak yarı-hızını da kullanabilirsiniz. 4x tork XL 8882 motorlar) ve bir 8881 Akü Paketi. Lityum-iyon AA pilleri daha hafif, daha uzun ömürlü ve yürüme performansını artıracağı için öneririm. Bacakları çerçeveye bağlayan uzun akslar için Lego’nun plastik akslarını kullanabilirsiniz, ancak robotun ağırlığını daha iyi taşımak için 3/16 ″ OD pirinç borular kullanmayı tercih ederim (alüminyum çubuklar da iyidir). Yakında EV3 Intelligent Brick'i içeren başka bir sürümü belgeleyeceğim.

Fotoğrafı çeken Ben Vagle

Umudum, DIY Yürüyüşçülerinin yürüyüşçüler tasarlayarak ve inşa ederek mühendislikle oynamak için daha fazla çocuk ve eğitimciye ilham vermesidir (ve yalnızca TrotBot'a değil; birçok yürüyüş mekanizması hakkında ayrıntılı planlar yapacağım). Mekanik yürüteçler, tasarım, kinematik, yapısal mühendislik, kontrol ve optimizasyon için programlama, proje planlama ve bana güven, problem çözme gibi yeni becerilerde uzmanlaşmaları için öğrenciler için büyük bir teşvik olabilir.

Hisse

Yorum Bırakmak