Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Membina Trotbots 8-berkaki, Dari Tiny ke Menara

Rajah A. Gambar oleh Beth Vagle.

Baca artikel dari majalah di sini Buat:. Tidak mempunyai langganan lagi? Dapatkan satu hari ini.

Tiga tahun yang lalu, ketika saya berumur 13 tahun, saya menjadi sebahagian daripada pasukan yang membangun robot jenis baru yang kami panggil "TrotBot" menggunakan bahagian-bahagian Lego Technic, dan kemudian membantu meningkatkan saiz SUV (Rajah A) . Kami mempamerkan TrotBot gergasi terkini kami di World Maker Faire 2016 di New York, bersama-sama dengan prototaip Lego kami yang sentiasa terkena dengan anak-anak.

Daripada pengalaman yang luar biasa ini, saya telah membangunkan cabaran STEM robot berjalan yang saya ingin berkongsi dengan anak-anak dan pendidik yang lain.

TrotBot adalah pejalan kaki mekanikal, seperti Theo Jansen's Strandbeest atau Joe Klann's Spider Mekanikal, tetapi kami mengembangkannya terutamanya untuk merayu kepada anak-anak, untuk memberi inspirasi kepada mereka untuk belajar beberapa kejuruteraan dan mahu membina robot berjalan sendiri. Oleh itu, kami mempunyai dua matlamat reka bentuk:

1. Gerak seperti hidup - TrotBot meniru kuda lompat 2. Kegunaan yang tinggi - kami mahukan anak-anak dapat bermain dengan robot mereka dan tersesat dalam imaginasi mereka ketika mereka berjalan di atas permukaan tanah yang ditemui di alam semesta, bukan hanya di flat permukaan buatan.

Rajah B. Imej oleh Ben Vagle

Kami mencapai matlamat fungsi kami dengan mewujudkan satu mekanisme yang langkah tinggi, sehingga kakinya tidak terjebak pada benjolan atau halangan. Untuk menunjukkan apa yang saya maksudkan, inilah simulasi komputer saya (Rajah B, di atas, dan juga ditunjukkan animasi dalam video di atas) membandingkan langkah TrotBot (kanan) ke Strandbeest (kiri) dan labah-labah Klann (tengah) apabila berjalan ke hadapan (kanan ke kiri dalam rajah).

Gambar oleh Hep Svadja

Rajah C. Gambar oleh Ben Vagle

Rajah D. Gambar oleh Ben Vagle

Tetapi benar-benar anda perlu melihat TrotBot dalam tindakan, bergegas ke atas timbunan kayu (Rajah C) atau slickrock di padang pasir (Rajah D); lihat video di bawah dari Saluran YouTube saya.

Kami belajar satu ton dari meningkatkan TrotBot, dan saya telah mengambil pandangan itu kembali ke skala Lego untuk membuat pejalan kaki yang paling berfungsi yang saya lihat, dengan reka bentuk kaki yang lebih baik yang meningkatkan hubungan bawah tanah sambil mengekalkan gaya berjalan tinggi.

Gambar oleh Ben Vagle

Saya boleh membuat kit robotik daripada kayu pemotong laser, tetapi saya fikir saya boleh membuat impak STEM terbesar dengan menerbitkan rancangan di Lego, sebuah medium yang kebanyakan kanak-kanak sudah biasa. Juga, sistem Mindstorms EV3 Lego mempunyai komponen automasi asas yang perlu pejalan kaki, jadi kanak-kanak dan pendidik boleh menggunakan TrotBot sebagai platform untuk meneroka teknologi juga. Dan apabila reka bentuk difahami, mudah untuk memindahkan mereka dari Lego ke medium lain, seperti komponen Vex.

Gambar oleh Ben Vagle

Sehingga kini, spesifikasi mekanisme TrotBot tidak diumumkan kepada umum, tetapi saya selalu ditanya di Maker Faires jika kami akan menjual kit TrotBot, atau sekurang-kurangnya menunjukkan kepada orang bagaimana cara membuatnya. Saya akhirnya telah menyampaikan janji saya kepada orang-orang itu, dan meletakkan rancangan terperinci serta pandangan kejuruteraan di belakang mereka.

Rajah E. Gambar oleh Ben Vagle

Gambar F. Gambar oleh Ben Vagle

Anda akan mendapati arahan membina lengkap untuk Lego TrotBot ini di laman web DIY Walker baru saya. Ia mengambil masa kira-kira satu hari kerja rajin untuk membuatnya. Mula-mula anda akan membina hubungan mekanikal setiap kaki atau "rantai kinematik" (Angka E dan F), maka anda akan melekapkan 8 kaki dalam bingkai dengan motor dan kereta api gear untuk memandu mereka (Rajah G).

Gambar G. Gambar oleh Ben Vagle

Sebagai tambahan kepada rasuk Technic, pin, dan gear, binaan ini menggunakan fungsi kuasa Lego IR RX 8884 remote, 8885 remote IR, 2 Lego Motors (saya mengesyorkan 8883 M-Motors yang lebih kecil, tetapi anda juga boleh menggunakan kelajuan setengah, 4x torque XL 8882 motor), dan 8881 Battery Pack. Saya cadangkan bateri AA lithium-ion kerana ia lebih ringan, tahan lebih lama, dan akan meningkatkan prestasi berjalan. Untuk gandar panjang yang menghubungkan kaki ke bingkai, anda boleh menggunakan gandar plastik Lego, tetapi saya lebih suka menggunakan 3/16 "tiub tembaga OD, untuk menanggung berat robot (rod aluminium juga baik). Saya akan mendokumenkan versi lain tidak lama lagi dengan memasukkan Brick Intelligence EV3.

Gambar oleh Ben Vagle

Harapan saya ialah DIY Walkers memberi inspirasi kepada lebih banyak kanak-kanak dan pendidik untuk bermain dengan kejuruteraan melalui perancangan dan pembinaan pejalan kaki (dan bukan hanya TrotBot; saya akan memaparkan rancangan terperinci mengenai banyak mekanisme berjalan). Pejalan kaki mekanikal boleh menjadi insentif yang hebat bagi pelajar untuk menguasai kemahiran baru, termasuk reka bentuk, kinematik, kejuruteraan struktur, pengaturcaraan untuk kawalan dan pengoptimuman, perancangan projek, dan, mempercayai saya, menyelesaikan masalah!

Kongsi

Meninggalkan Komen