Robot Tensegrity vibrant dirigible: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Una estructura tensegrity està formada per cordes elàstiques i puntals rígids. Es pot flexionar i comprimir quan es deixa caure o estreny, i després tornar a formar-se. També té un alt grau de compliment, cosa que significa que no perjudicarà persones ni equips que l’envolten. Això, juntament amb la seva capacitat de resistència, converteixen la tensegrity en un marc útil per als robots que necessiten suportar sacsejades o girar-se i girar-se per espais irregulars.

Aquest robot ultra-senzill es basa en el treball del professor John Rieffel i estudiants del Union College de Schenectady, Nova York. Creen robots de tensegrity que tenen cossos programables. Amb el disseny adequat, podeu dirigir-los només amb un motor vibrador. Els robots giren a l'esquerra o a la dreta en funció de la freqüència de les vibracions.

El cos d’aquesta versió està format per palletes i gomes. Es basa en un projecte d’ornament de vacances d’icosaedre tensegrity de Bre Pettis per al lloc web de la revista Make el 2007.

Un cop construïda l’estructura de tensegrity, podeu muntar ràpidament un circuit per fer moure el robot mitjançant:

• un petit motor vibrador
• un commutador dimmer per fer-lo funcionar més ràpid o més lent, i
• un indicador de gràfics de barres que mostra quanta potència subministreu al motor.

Quan fixeu el motor a la tensegrity, l’estructura tremolarà i es desplaçarà per la taula.

Vaig construir el meu circuit de forma ràpida i senzilla mitjançant littleBits, mòduls electrònics que es combinen magnèticament. Si teniu totes les parts, podeu construir el vostre propi robot Tensegrity en menys d’una hora. Quan hàgiu acabat, podeu reutilitzar els littleBits en altres projectes.

Aquest projecte va aparèixer originalment al meu llibre Making Simple Robots: Exploring Vanguard Robotics with Everyday Stuff. Podeu trobar més grans projectes de robòtica per a nens i principiants al meu darrer llibre, BOTS !, de Nomad Press.

Subministraments

• 6 palletes per beure (SUGGERIMENT: tingueu a mà algunes palletes de recanvi mentre esteu treballant. Si una palla es doblega, és millor substituir-la que intentar arreglar-la).
• 6 gomes de goma llargues, aproximadament 5 polzades de llarg
• 6 gomes curtes: una o dues polzades de llarg
• adhesiu extraïble, com ara punts de cola

• mòduls littleBits:

  • poder
  • més feble
  • gràfic de barres
  • filferro, i
  • motor de vibració

Pas 1: tallar les palletes

Talleu 6 trossos de palla de fins a no més de 5 de llarg.

A cada palla, talleu una escletxa a cada extrem, assegurant-vos que les escletxes estiguin alineades (és a dir, ambdues verticals). Les escletxes haurien de ser deep profundes - prou per mantenir la goma al seu lloc, però no tant que la palla comenci a debilitar-se i doblegar-se.

Pas 2: connecteu palles

Alineeu 2 palletes i envolteu una petita goma de goma al voltant de cada extrem del parell.

Feu el mateix amb un segon parell de palletes i llisqueu-les perpendicularment entre les 2 primeres palletes per formar una forma "X".

Pas 3: afegiu més palletes

Agafeu les 2 darreres palletes i emboliqueu-hi una petita goma per un extrem.

Feu-los lliscar per la intersecció de les altres palletes de manera que siguin perpendiculars als 2 primers parells i, a continuació, emboliqueu una petita goma al voltant de l’altre extrem.

Pas 4: estireu les bandes de goma

Gireu un parell de palletes perquè les seves ranures siguin horitzontals i estiguin orientades cap a vosaltres, amb una sobre l'altra. Estireu una goma llarga de la ranura horitzontal de la palla superior, cap amunt i sobre un parell de palletes perpendiculars, i fins a l’altre extrem de la palleta, passant-la per les quatre ranures.

Repetiu amb la resta de palletes.

Ajusteu les gomes perquè siguin uniformes.

Pas 5: tallar les bandes de goma i ajustar-les

Talleu les petites gomes de goma de manera que l’estructura tensegrity s’obri.

Ajusteu els parells de palletes perquè siguin paral·leles i no es toquin.

Pas 6: Munteu els LittleBits

Ara munteu el circuit electrònic de littleBits que farà que el vostre bot tensegrity funcioni:

• Connecteu el mòdul d’alimentació (o “Bit”) a la bateria.
• Connecteu el mòdul del commutador del regulador de llum per augmentar o baixar la tensió.
• Connecteu el mòdul de gràfics de barres al commutador de regulació. Es tracta d’un bit amb cinc files de LED en miniatura; a mesura que hi passa més potència, s’encenen més LED.
• Connecteu un o més cables. Els mòduls de cable són curts, així que utilitzeu 2 o 3 per assegurar-vos que el vostre robot tingui espai per moure’s.
• Finalment, afegiu el motor vibrant. Es tracta d’un disc petit, de la mida d’una píndola, amb 2 fils fins que l’acoblen a una base magnètica.

Pas 7: feu que es mogui

Per provar el vostre robot tensegrity, connecteu el vostre circuit electrònic al model de palla. Situeu el motor vibrant de manera que cap dels components electrònics entorpeixi el moviment de l’estructura tensegrity. Decidiu on voleu fixar l'extrem del disc del motor. Feu servir cinta adhesiva o un altre adhesiu per subjectar-lo a una de les palletes. Estireu el cable del motor al llarg de la palla i poseu-hi la base del motor i la base del cable. Engegueu el motor i augmenteu la potència lentament amb l’interruptor del regulador. Començareu a veure com les bandes de goma vibren amb simpatia i el vostre robot tensegrity hauria de començar a caminar al llarg de la taula. Mireu si podeu dirigir-lo cap a la dreta i cap a l’esquerra ajustant la potència. Si el robot no es mou, intenteu fixar el motor més amunt o més avall a l’estructura. Moure el centre de gravetat del robot una mica descentrat pot ajudar a superar la seva inèrcia. Ara que el robot funciona, experimenteu col·locant el motor en diferents llocs de l’estructura de tensegritat (al centre, en una cantonada) per veure quina posició produeix els moviments més fiables i interessants. Variar la velocitat i la col·locació del motor produirà diferents tipus de moviment, donant al robot una mena d’intel·ligència física. ANAR MÉS ENTRE Mentre que aquest simple robot tensegrity es mou per vibracions, els robots tensegrity avançats es mouen contraient els cables i canviant de forma perquè puguin rodar. Per a un repte encara més gran, penseu en com podeu dissenyar el vostre robot per fer el mateix. O sortir de l’etapa de prototipatge i construir una nova versió d’aquest circuit sense utilitzar littleBits. A partir d’aquí, anireu preparant els vostres propis robots de tensegrity avançats.