Mozgatható híd: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Mi vagyunk a META_XIII, a Michigani Egyetem és Sanghaj Jiao Tong Egyetemi Közös Intézetéből (JI). Ez a bemutató kézikönyv a VG100 tanfolyamtervünkhöz készült, egy mozgatható hídhoz, amelyet az Arduino irányít.

A JI -t 2006 -ban alapította két kiemelt egyetem, az UM és az SJTU. A JI vezeti a nemzetközi oktatási együttműködést Kínában, amerikai és kínai oktatási stílusokkal egyaránt. A SJTU Minhang campusában található, Sanghaj délnyugati részén, ahol technológiai vállalatok csoportosulnak.

A VG100 -ban két tanfolyam projekt található, amelyek mindegyike elemzést, ütemezést és együttműködést igényel. Ez a tanfolyam felkészíti a hallgatókat arra, hogy mérnökök legyenek, 4 képesítéssel, amelyet a JI értékel, a nemzetközivé válás, az interdiszciplináris, az innováció és a minőség. A Project1 versenyen minden csoportnak "mozgatható hidat" kell építenie meghatározott anyagokkal, és a bridge játéknapi teljesítménye nagy különbséget jelent a pálya osztályzatában.

A játék napján mind a 19 csoportnak el kell jönnie a JI épület laboratóriumába, és ki kell töltenie a tesztek több részét. Az első rész a működési teszt, ahol a hidaknak meg kell tudniuk állítani az autókat, majd kinyitni, hogy átengedjék a hajót. Sikeresen befejeztük az egész folyamatot, és megkaptuk a teljes pontot. A tesztek második része a méret- és terhelési tesztek. Több pontszámot ér el, ha a híd könnyebb és jobb teherbírású. 1 kg -ot tudunk elviselni 2,83 mm -es alakváltozókon belül. Esztétikailag a 9. helyen, a súlypróbán pedig a 8. helyen álltunk.

Végül a hídunk 76,7 -es osztályzatot kapott, a 4. helyen.

Az alábbiakban látható a szabályok rövid változata:

A. Funkcióvizsgálati folyamat

a. Egy A autó elhaladhat a hídon.

b. Amikor A még mindig a hídon van, egy nagy C hajó közelít a hídhoz alulról.

c. A híd képes észlelni a C -t, és felemelkedni, miután az A autó elhagyja a hídot, hogy hagyja, hogy C elhaladjon alatta.

d. C elhaladása után a híd 15 másodperc múlva visszatérhet normális állapotába.

B. Terhelési teszt

Néhány apró súly nehezedik a hídra minden alkalommal 100 g -mal. A súlyokat 1 kg -ig vagy addig adják hozzá, amíg a kitérés el nem éri a 4 mm -t, majd rögzíti az adatokat.

C. Méretpróba

A híd teljes tömegét (beleértve az áramköri részt is, kivéve az elemeket) rögzítik és összehasonlítják más csoportokkal.

Videó linkek: Kattintson ide a gameday bridge videó megtekintéséhez!

Reméljük, hogy a bevezető általános benyomást hagyhat a hídunkkal kapcsolatban.

1. lépés: Koncepció diagram

2. lépés: Elemzés

Íme néhány magyarázat a híd alakváltozóira vonatkozó számításunkhoz, hogy rendkívül könnyű szerkezetet tervezhessünk, amely elméletben nagyobb súlyt képes elviselni.

Ez a rész magában foglalja az erőelemzés és az integrál ismereteit. Reméljük, hogy ez segít megérteni az elvet, és alkalmazni fogja azt hasonló helyzetekben, amikor hidat épít.

3. lépés: Anyaglista

** A faragasztó, pamuthuzalok, viaszpapír és egyéb szerszámok árát nem tartalmazza.

Íme néhány hiperhivatkozás a Taobao -ban megvásárolható termékekhez.

Arduino Uno (21.90）)

Kenyeretábla (6.24)

Csatlakozó vezetékek (27,61)

Motorhajtó L298N (10.43)

Infravörös érzékelők 2-30 cm 3.3V-5V （31.00）

Micro Servo (8.81)

Fogaskerék motor (30,00)

Balsa fa tábla (402,5)

Balsa fa léc (232.06）)

Kés (38,40)

Zsanér (12,76)

4. lépés: Áramköri diagram

A fenti ábra egy rövid kapcsolási rajz. A különböző színű vezetékeket a megfelelő logikai szájhoz kell csatlakoztatni. Az összes piros vezeték 9V -os tápegységet jelent. Az összes fekete vezeték a földet jelenti. A zöld vezeték a zöld LED -t jelenti, míg a rózsaszín vezeték a piros LED -et.

Két sebességváltó, amelyek 100 fordulatot tesznek meg másodpercenként, felajánlják a fő erőt a híd felemeléséhez. Egy olcsó motoros, L298N mag nélküli motorhajtó hajtja őket.

A Micro Servo botot forgat, amely megakadályozza, hogy egy autó elhaladjon a hídon a híd felemelésekor. 90 fokkal elfordulhat, és visszatérhet az eredeti helyére.

Négy infravörös érzékelő elengedhetetlen az autó és a hajó észleléséhez. Segíthetnek annak eldöntésében, hogy mikor kell felemelni és letenni a hidat.

Az egész folyamatot, amely megfelel a funkcióvizsgálatok követelményeinek, a következőképpen kell végrehajtani:

· Az 1. érzékelő észleli az A. autó közeledését. A 2. érzékelő észleli a C hajó közeledését. A jeleket elküldik az Arduino -nak úgy, hogy a piros LED fényt bocsásson ki, és a Micro Servo elfordítja a botot, hogy megállítson egy B autót.

· A 3. érzékelő észleli az A kocsi indulását. Ezután a hajtóművek elkezdenek futni, és felemelik a hidat a C hajó elhaladásához megfelelő magasságba.

· A 4. érzékelő észleli a C hajó indulását. A jeleket Arduino felé küldik. 15 másodperces intervallum után a hajtóművek tolatni kezdenek és leteszik a hidat.

· A Micro Servo visszatér eredeti állapotába, és a zöld LED fényt ad, hogy jelezze a B autó elhaladásának engedélyét.

** Ügyeljen arra, hogy a híd építéséhez használt infravörös érzékelők nem teljesen egyeznek a fenti ábrával. Egy olcsóbbat választunk, amely ugyanolyan hasznos lehet. Az ilyen jellegű kép megjelenik az anyaglistában.

5. lépés: Készítse el a paklit

a. Vágjon négy 1 m*120 mm*3 mm -es táblát 50 cm hosszúságúra.

b. Rajzoljon több, egymáshoz közel elhelyezkedő derékszögű háromszöget, amelyek mérete 4 cm hosszú és 3 cm széles. Foglaljon 2 cm széles helyet mindkét oldalon, és 0,5 cm széles helyet a háromszögek között. Vágja ki ezeket a háromszögeket késsel. ** Vigyázzon, nehogy eltörje az oldalát.

c. Ragassza két táblánként össze faragasztóval. Fektessen és ragasszon egy darab viaszos kézműves papírt a fedélzet mindkét oldalára.

6. lépés: Készítse el a kereteket

a. Vágjon 3 mm -es fa léceket 15 cm, 35 cm és 38 cm hosszúságúra. Kicsit állítsa be a végeiket a megfelelő formákra, hogy illeszkedjenek a keretbe, anélkül, hogy közbenső részek lennének. Ragassza össze őket. Ezután készítsen további 3 azonos háromszöget.

b. Vágjon le több megfelelő méretű 3 mm -es fa lécet. Ragassza őket az (a) fa háromszögekkel, hogy több egyenlő szárú, különböző méretű háromszöget alkosson. (Ez a lépés a függőleges stabilitás és szépség növelése.)

c. Vágjon és ragasztjon több 2 mm -es faforgácsot az összekötő részekre, hogy megerősítse azokat.

d. Vágjon több 5 mm -es fa lécet 23 cm -re. Tegyen két (c) fa háromszöget egymástól 23 cm távolságra. Ragasszon hat lécet a háromszögek közé. Ügyeljen arra, hogy egyenlő távolságra legyenek. Ezután készítsen másik azonosat.

e. Használja tovább a megfelelő méretű 5 mm -es fa léceket, hogy kitöltse a (d) hat, hasonló trigonális formájú léc közötti helyet. Ragassza össze őket. (d, e lépés az oldalirányú stabilitás növelése, amelyet tesztelni kell, de bizonyos okok miatt törölték. Tehát ez a szerkezet szükségtelen a követelmények szempontjából.)

7. lépés: Összeszerelés

a. Ragassza a fedélzetet a kerethez. Az egyik keret csúcsának meg kell haladnia a tábla szélét, míg a másik visszahúzódik.

b. Vágja az egyik (a) táblát 35 cm hosszúra

8. lépés: tökéletesség

a. Fúrjon négy apró lyukat a 35 cm hosszú tábla egyik végébe. Fúrjon két megfelelő lyukat egy 24 cm hosszú táblára. Csatlakoztassa őket csuklópánttal és csavarokkal.

b. Vágjon négy 8 mm -es fa lécet 15 cm hosszúra. Fúrjon lyukat minden lécre 12 cm magasságban. Ragasszon két lécet minden táblára párhuzamosan, 18 cm távolságban. Ezután vágjon négy 6 cm -es rudat a „tornyok” megerősítésére.

c. Ragasszon gerendát a két lécre.

d. Fúrjon két lyukat a két tábla egyik végébe. Fűzze át a pamuthuzalokat a hídtáblákon és a függőleges léceken lévő lyukakon.

e. Fúrjon hat lyukat mindkét fedélzet végére, hogy megbizonyosodjon arról, hogy csavarokkal rögzíthető -e az ütközőkre.

9. lépés: Áramköri összeszerelés

a. Vágjon két 2 cm -es fa kockát, és az utolsó lépésben ragassza fel őket a csuklós fedélzet szélére. Ezután ragasszon egy Gear motort a kockákhoz. Ragassza a menet végét az orsóra 502 -gyel.

b. Ragasszon le két infravörös érzékelőt lefelé a két kereszttartóra (a). Ragasszon további két infravörös érzékelőt a keret mindkét oldalára, és állítsa be őket a hajó észlelésére.

c. Ragasszon egy mikroszervót a híd mozgatható részének egyik lécéhez. Ezután ragasszon rá egy fapálcát, mint sorompót.

d. Vágjon le egy kis részt a kenyértáblából, és rögzítse a híd mozgatható részén lévő másik léchez. Tegyen egy piros LED -et és egy zöld LED -et a kis kenyértáblára.

e. Csatlakoztassa az összes vezetéket, és próbálja meg többször, hogy biztosítsa az Arduino kód megvalósíthatóságát.

10. lépés: Végső rendszernézet

Köszönjük, hogy kézikönyvünkre hivatkozik!

Reméljük, hogy inspirációt adhat a mozgatható híd tervezésekor.