Motion Machines: 10 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Motion Machines bieden een speelse kennismaking met beweging, mechanisme en robotica. De kits zijn gemaakt van een lasergesneden multiplex body en eenvoudige bulkonderdelen zoals langzaam bewegende tandwielmotoren, plastic batterijpakketten en schuifschakelaars. Leerlingen kunnen experimenteren met het veranderen van de grootte en vorm van lasergesneden wielbevestigingen en het veranderen van de richting van de motoren om bots te laten draaien, scooten en shimmy.

Deze handleiding is een ruwe schets! We werken nog aan de ontwikkeling van deze speelse tool voor verkenning. Voel je vrij om de ontwerpen te remixen en laat ons weten wat je bedenkt terwijl je experimenteert in je museum, klaslokaal, makerspace of keukentafel.

Stap 1: Verzamel materialen en gereedschappen

Koop of verzamel de volgende materialen:

2 1xAA-batterijpakketten

2 DPDT-schuifschakelaars met drie standen

2 DAGU hobby motorreductoren (haaks)

2 3D-geprinte naven

2ft x 4ft gemeenschappelijke onderlaag 5 mm Lauan-plaat voor lasergesneden lichamen

4 #8-32 noten

4 #8-32 x 1 1/2in machineschroeven

6 #2 x 3/8 schroeven voor schakelaars en hubs

2 #8 1/8 in houtschroeven voor batterijpakketten

zwarte en rode gevlochten draad #26 AWG

Verzamel de volgende hulpmiddelen:

Draadknipper

Draadstripper

Soldeerbout

Heet lijmpistool

kruiskopschroevendraaier

Naaldbektang

Je hebt ook toegang nodig tot een lasersnijder en een 3D-printer. We gebruikten een Prusa i3 MX2 voor de 3D-printer en een EXLAS-laser van Jinan XYZ-machines (beide bij de Ace Monster Toys Makerspace in Oakland.

Stap 2: Lasercut de lichamen

Gebruik illustrator- en lasercuttersoftware om het bijgevoegde bestand motionmachinebodies.dxf te importeren en de lichamen te snijden volgens uw lasercutterinstellingen.

Als u geen toegang hebt tot een lasersnijder, kunt u twee vierkanten van 4 inch bij 4 inch uit het lauan-vel snijden. Boor vervolgens gaten van 3/16 inch in de hoeken (opgesteld op de twee vellen) en twee.35 in x.60 in rechthoeken in het midden (voor de schakelaars).

Stap 3: 3D-print de connectorhubs

We hebben een speciaal onderdeel in Tinkercad ontworpen om het voor leerlingen gemakkelijker te maken om snel verschillende gevormde wielnaven te testen en een deel van de druk op de kleine motoras te verlichten.

Download het bestand motionmachinehub.stl en open het in uw 3D-printersoftware. Terwijl u de twee wielnaven afdrukt, moet u ervoor zorgen dat het afgedrukte deel eerst goed op de motoras zit. Mogelijk moet u de maat van het onderdeel aanpassen om er zeker van te zijn dat het op de motor past.

Stap 4: Sluit het circuit aan

Koop motoren, schakelaar, batterijpakket, rood en zwart (of twee kleuren draad). Leg één motor, schakelaar en batterijpakket apart.

Knip een stuk rode draad en een stuk zwarte draad van ongeveer 3 inch lang. Sluit de rode draad aan op de draad linksonder en de zwarte draad op de draad rechtsonder van de schakelaar.

Pak het andere uiteinde van de zwarte draad en draai deze samen met het blootliggende uiteinde van de zwarte draad van de accu. Soldeer de in elkaar gedraaide uiteinden aan de linkerbovenhoek van de schakelaar.

Pak het andere uiteinde van de rode draad en draai deze samen met het blootliggende uiteinde van de rode draad van de accu. Soldeer de in elkaar gedraaide uiteinden aan de linkerbovenhoek van de schakelaar.

Sluit een zwarte en een rode draad aan op de twee draden aan de achterkant van de reductiemotor.

Sluit de zwarte draad van de motor aan op de rechter middelste draad en sluit de rode draad van de motor aan op de linker middelste draad.

Plaats een batterij in de houder en test of de motor vooruit, achteruit en uit gaat als de schakelaar in de middelste stand staat. Als het niet werkt, controleer dan of geen van de draden elkaar in het midden van de schakelaar raakt. Mogelijk moet u de draden naar buiten buigen.

Herhaal deze stappen voor de andere kant.

Stap 5: Elementen aan het bord bevestigen

Draai de schakelaar zijwaarts en steek deze door het bord. Test of de motor in de juiste richting draait voordat u de schakelaars op het bovenbord vastschroeft met de #2 x 3/8 schroeven.

Heetlijm de motoren op het bord zodat de as zich in het midden van het lichaam bevindt. Probeer de draden netjes weg te werken of voeg een beetje hete lijm toe zodat ze op hun plaats blijven.

Gebruik de 1/8 inch houtschroeven om de batterijpakketten in het midden van het lichaam boven en onder de schuifschakelaars te bevestigen.

Bevestig de 3D-geprinte naven aan de assen en gebruik de # 2 schroeven om het stuk aan de machine te bevestigen.

Stap 6: Verbind de bovenste en onderste lagen

Gebruik de #8-32 moeren en machineschroeven om de boven- en onderplaten met elkaar te verbinden. De pasvorm moet nauwsluitend zijn, maar niet te veel druk uitoefenen op de machine.

Test alles om er zeker van te zijn dat het werkt.

Stap 7: wielen snijden

Gebruik illustrator- en lasercuttersoftware om het bijgevoegde bestand motionmachinewheels.dxf te importeren en de lichamen te snijden volgens uw lasercutterinstellingen.

De vorm kan een beetje lastig zijn om goed te krijgen, afhankelijk van de instellingen van uw lasercutter. Test het eerste wiel en pas vervolgens de maat aan zodat het goed op de motornaaf past.

Als je geen lasersnijder hebt, kun je het 3D-geprinte stuk overslaan, prefab wielen kopen op Sparkfun en verschillende vormen of gerecyclede materialen op de basis lijmen.

Stap 8: Experimenteer met verschillende bewegingen

Sluit de wielen aan op de machine en zet de motoren aan.

Kun je het bord in een rechte lijn laten reizen?

Kun je kleine of grote cirkels maken?

Kan de machine eruit zien alsof hij danst?

Kun je een machine maken die over verschillende oppervlakken kan?

Denk na over de manieren waarop de opstelling van de wielen de persoonlijkheid van de machines verandert.

Stap 9: Pas uw machines aan

Als je wat meer persoonlijkheid aan je boards wilt toevoegen, kun je de lichamen schilderen. We hebben op maat gemaakte stencilstickers gemaakt met behulp van een Silhouette vinylsnijder en hebben de lichamen gespoten.

Voel je vrij om ook extra elementen zoals markeringen, bellen, googley-ogen of verlengarmen aan je machines toe te voegen. Deze remixen en personageontwerpen kunnen bijdragen aan de verhalende elementen van deze activiteit.

Stap 10: Knutselen met bewegingsmachines in de klas

We hebben deze elementen ontworpen als een vriendelijke workshop met studenten van een plaatselijke school. We hebben de borden getest met leerlingen van de kleuterschool tot de vijfde klas, evenals op East Bay Maker Faire. We denken dat deze activiteit zowel kan worden gebruikt als een activiteit met een open einde in de vrije tijd, maar ook als een eerste stap kan worden geïntegreerd in een groter robotica-, elektronica- of programmeercurriculum.

Bij het werken in de klasomgeving kunnen twee studenten één bord delen en samenwerken aan hun onderzoek. Moedig leerlingen aan om een dagboek of een logboek bij te houden van de experimenten die ze proberen. Deze documentatie kan worden gebruikt om reflectiegesprekken te zaaien.

Schik een verzameling van 20-30 verschillende gevormde hubs, waaronder cirkels, ovalen, sterren en onregelmatige vormen op de gedeelde werkruimte. Moedig de leerlingen aan om verschillende combinaties van naven en richtingen van de motoren uit te proberen.

Je kunt een arena maken waar de machines zich in kunnen verplaatsen of een hindernisbaan waar ze doorheen kunnen lopen. Neem ze mee naar verschillende oppervlakken in uw school en zie hoe ze werken op verschillende oppervlakken.

Deze activiteit kan leiden tot verdere kunst-, wetenschaps- en technologie-ervaringen, zoals krabbelmachines die zijn ontwikkeld door het Tinkering Studio-team, en zelfs een laagdrempelig instappunt zijn voor het programmeren met arduino of microbit om dansende robots of gedraaide schildpadden te maken.

Laat het ons weten als je de Motion Machines gebruikt in je onderwijsomgeving. We kijken ernaar uit om te zien hoe dit idee kan worden aangepast en geremixt voor verschillende instellingen.

---

Tijd voor prototypes en R&D met Lodestar Charter School-studenten voor deze Motion Machines werd mogelijk gemaakt door de genereuze steun van de Cognizant "Making the Future"-beurs.