Лазарын гар: 10 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Миний төслийг сонирхож байгаад баярлалаа гэж хэлмээр байна. Намайг Чейс Лич гэдэг, би WBASD S. T. E. M -ийн ахлах ажилтан. Академи. Энэхүү төсөл нь Butwin Elias Science and Technology Award 2019-2020-д зориулсан бүтээл юм. Лазарус гар нь өвөрмөц хиймэл хийц загвар бөгөөд зөвхөн миний зохион бүтээсэн төслүүдээс авсан мотор болон Arduino Uno -г эс тооцвол зөвхөн байшингийн эргэн тойронд байдаг материалыг ашигладаг. Энэ жил би 3D принтер ашиглах боломжгүй байгаа тул The Lazarus Arm -ийн бүтцийн олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд зориулж картон цаасаар ажиллаж байсан тул гарны дизайн арай л төвөгтэй байсан. Энэхүү төслийн зорилго нь миний дизайны үзэл баримтлалыг харуулах боломжтой ажлын загвар гаргах явдал юм. Хязгаарлагдмал нөөцийг харгалзан үзвэл эцсийн загвар нь маш сайн болсон гэж бодож байна. Энэхүү тэмцээнд оролцох боломж олгосонд баярлалаа. Энэ нь надад маш их хөгжилтэй байх боломжийг олгосон юм. Энэ тэмцээн миний хувьд нандин дурсамжийг бий болгосон. Лазарын гарыг зохион бүтээж, түүнд үзүүлсэн сорилтуудыг даван туулсан нь надад их зүйлийг сургасан. Цаг гаргаж, анхаарал тавьсанд баярлалаа, нэмэлт зүйлгүйгээр танд таалагдсан гэж найдаж байна.

Хангамж

Миний ашиглаж байсан бүх хангамж надад аль хэдийн бэлэн байсан боловч материалын хажууд онолын зардлын жагсаалтыг оруулсан болно.

Хангамж ба зардал

• Картон хайрцаг 12 x 12 x 16 ($ 0.82)
• Халуун цавуу буу ($ 4.99)
• Халуун цавуу бууны саваа (3.97 доллар)
• Скотч соронзон хальс ($ 6.80)
• 4 ширхэг цаасан алчуур (9.98 доллар)
• 2 х ариун цэврийн цаасны ороомог ($ 6.99)
• (Хэмжээ: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Нийт өртөг: $ 23.99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 самбар (нийт зардал: $ 12.95)
• Утас ($ 8.76)
• ProtoBoard ($ 5.99)
• Сүрэл ($ 2)
• Тууз ($ 3.29)

Алхам 1: Барилга барихад шаардагдах хугацаа

Энэхүү төсөлд зарцуулсан цаг нь гарны зураг төсөл, бүтээн байгуулалтын ажил дээр өнгөрч байв. Төслийн нэг хэсэг нь тохойн үений загвар байсан бөгөөд энэ нь ажлын гарцын хэмжээг нэмэгдүүлэхийн тулд дамрын системийг ашигладаг робот техникт хамтарсан хийц хийх аргыг ашигладаг байв. The Lazarus Arm -ийн дизайн нь нийт 63 цаг зарцуулсан бөгөөд үүнд эцсийн загварыг аль болох хэмнэлттэй болгох хамгийн үр дүнтэй аргыг олох судалгааг багтаасан болно. The Lazarus Arm -ийн угсралт нь нийт 15 цаг, маш олон халуун цавуу зарцуулсан байна. Туршилт нь сонирхолтой байсан, учир нь хиймэл эрхтний анхны загвар нь тохойн хэсэгт дамрын системд ашигласан шүдний утаснаас үүссэн үрэлтийн улмаас гацах хандлагатай байв. Миний хийсэн бүх зүйл бол дугуйны диаметрийг багасгах явдал байсан. Туршилтын үе шат нийт 12 цаг үргэлжилсэн. Төслийн програмчлалын үе шат нь надад нийт 10 цаг зарцуулсан бөгөөд энэ нь C ++ ур чадвараа дээшлүүлэхэд зарцуулсан цаг хугацааг оруулаагүй болно.

Алхам 2: S. T. E. M. Програмууд

Шинжлэх ухаан- Миний төсөлд шинжлэх ухаан нь прото хавтангийн дизайнд оролцдог бөгөөд энэ нь дизайны servo моторуудын хооронд хүч хуваарилах боломжийг олгодог. Энэ нь гарын бүтцийн дизайнтай холбоотой физикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тодруулбал, тохойн үений дамрын системийн хийц нь гаранд ихээхэн хэмжээний механик давуу тал өгч, гарыг өөрөөсөө илүү өргөх боломжийг олгодог.

Технологи- Би хиймэл гарныхаа хөдөлгөөнийг C ++ ашиглан кодлож байх үед миний төслийн технологийн тал чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Энэ нь намайг мотор болон Arduino хавтанг суурилуулж байх үед бас хэрэгжсэн юм.

Инженерчлэл- Алга, хуруу, эрхий хуруу, бугуйны үе, шуу, тохой, гарны дээд хэсгийг зохион бүтээх үед инженер тоглохоор ирсэн. Дахин зохион бүтээх, үүссэн асуудлуудыг тодорхойлох, асуудлын шийдлүүдийг гаргаж ирэхэд энэ нь чухал үүрэг гүйцэтгэсэн.

Математик- Гарны сегментүүдийн анатомийн зөв харьцааг хайж байх үед гар бүтээх ажилд оролцсон математик гарч ирэв. Дугуйны системийн холболтын дугуйнуудын диаметрийг тохирох хэмжээгээр тохируулахыг хайж байх үед энэ нь бас гарч ирсэн. Мөн гараа кофены аяганы жин дор хөдөлж чаддаг болгохын тулд тохойн үений дугуйны тоог тооцоолохдоо би математик ашигласан. Энэ нь хэлхээний дизайн, шаардлагатай хүчдэлийн оролтын хувьд Ом -ийн хуулийг ашиглах замаар хийсэн тооцоотой холбоотой юм.

Алхам 3: Инженерийн дизайны тойм зураг

Миний өгсөн ноорогууд нь The Lazarus Arm -ийн анхны загварыг багтаасан болно. Энэхүү загвар нь өдөр тутмын хэрэглээнд хангалттай бат бөх хэвээр үлдэж, нэлээд хэмнэлттэй хэвээр байгаа гэдэгт би итгэдэг.

Алхам 4: Шууны хийц

Би хавсаргасан видеон дээрх картон ширхэгийн тоо хэмжээ, хэмжээсийг дурдсан боловч энд ширхэг, хэмжээ, тоо хэмжээний жагсаалтыг оруулах болно. Миний доор жагсаасан жагсаалт нь шуу хийсний дараа бичигдсэн тул хэрэв энэ дүрс болон видео хоёрын хооронд ямар нэгэн ялгаа байвал би үүнийг ашиглах болно.

• 2 x цаасан алчуур
• 4 x Pulley Arm
• 3 инч диаметртэй 2 х тойрог
• 2 ба 3/16 инчийн нүх, диаметр бүхий 8 x тойрог
• 1 ба 7/8 инч урттай 4 ширхэг өөрчилсөн цаасан алчуур
• 1 ба 6/8 инчийн нүх, диаметр бүхий 12 х тойрог
• 3/8 инчийн 1 х модон алчуурын диаметр, 4 инчийн урт
• 7 ба 3/16 инчийн урт, 3 инчийн өргөнтэй 2 x тэгш өнцөгт
• 7 ба 3/16 инчийн урт, 1 ба 7/16 инчийн өргөнтэй 2 x тэгш өнцөгт
• 9 x 1 ба 1/2 инчийн урт ба өргөн
• 1 ба 1/2 инчийн суурь ба өндөртэй 12 х баруун гурвалжин

Алхам 5: Дээд гарны барилгын ажил

Дээд талын гар хийц нь нэлээд энгийн боловч бат бөх байдаг. The Lazarus Arm -ийн энэ хэсгийг барихын тулд танд зарим хэсэг хэрэгтэй болно. Би шаардлагатай бүх хэсгүүдийн видео тайлбарыг оруулсан боловч тайлбарыг гэртээ дагаж мөрдөх хангалттай өргөн хүрээтэй байгаа эсэхийг шалгахыг хүссэн тул доорх жагсаалтыг орууллаа.

• 4 x Тэгш өнцөгт (5 инч урт, 3 инч өргөн)
• 4 x Тэгш өнцөгт (5 инч урт, 1 ба 1/2 инч өргөн)
• 2 x тойрог (3 инч диаметртэй)
• 2 x Өөрчлөгдсөн цаасан алчуур (1 инч диаметр, 1/2 инч урт)
• 9 х дөрвөлжин (хоёр талдаа 1 ба 1/2 инч)
• 8 x Баруун гурвалжин (суурь ба өндрийн хувьд 1 ба 1/2 инч)
• Хоёр нүхтэй 2 х том нуман хэлбэр
• Нүхтэй 4 x тэгш өнцөгт (3 ба 1/2 инч урт, 3 инч өргөн)
• Цооног бүхий 4 x тойрог (1 ба 1/2 инч диаметртэй)
• 6 х тойрог төвд нүхтэй (1 инч диаметртэй)
• 2 х 1/2 инчийн богино цаасан алчуурны өнхрөлт нь нэг талын төв хэсэгт уртыг нь багасгадаг
• 1 х модон алчуур (4 инч урт, 3/8 инч диаметртэй)

Алхам 6: Бугуй/Алганы хийц

The Lazarus Arm -ийн бугуй/алган нь тохойн дахь дамрын системээс бусад дизайны хамгийн хэцүү хэсгүүдийн нэг байв. Миний хамгийн их тэмцэж байсан дизайны нэг хэсэг бол дизайны бүтцийн тогтвортой байдлыг алдагдуулахгүйгээр эргүүлэх чадвартай загварыг хэрхэн бүтээх явдал байв. Асуудлынхаа шийдлийг гаргаж ирэхэд би эхлээд ажиллахад хэтэрхий хялбар байх болно гэж бодсон боловч үүнийг амьдрал дээр хэрэгжүүлснээр миний хийсэн шалгалтуудыг давсан. The Lazarus Arm -ийн энэ хэсгийг барих хэсгүүдийг доор жагсаав.

• 6 x Palm Template загварыг Хэрэглэгчээс хамаарч дээш эсвэл доош нь хэмжих ёстой (ойролцоогоор 3 ба 1/2 инч, өргөн нь 3 инч)
• 2 x Тэгш өнцөгт (3 инч урт, 2 ба 1/2 инч өргөн)
• 2 x Тэгш өнцөгт (3 инч урт, 1 инч өргөн)
• 6 х тэгш өнцөгт гурвалжин (өндөр ба суурь нь 1 инч)
• 1 x тойрог (2 ба 5/16 инч диаметртэй)
• Жижиг тэгш өнцөгт хайчлах 2 х тойрог (2 ба 5/16 инч диаметртэй)
• 1 x Модон алчуур (3 инч урт, 3/8 инч диаметртэй)
• 10 х нүхтэй нуман хаалга дизайн (ойролцоогоор 1 ба 1/2 инч урт, 1 инч өргөн)
• Гар хээнд зориулагдсан ховилтой 2 х ариун цэврийн цаасны өнхрөх

Алхам 7: Хуруу/эрхий хурууны хийц

Хурууны болон эрхий хурууны загвар нь энгийн байдлаас шалтгаалан бараг ижил байдаг. Гол ялгаа нь эрхий хуруу нь зөвхөн үе мөчтэй байхад хуруу нь гурван, эрхий хуруу нь анатомийн байрлал дахь хүний гартай адил өнцөгтэй байдаг. Би хуруу, эрхий хурууны бүтцийг тайлбарласан видеог хавсаргав. Үзүүлж буй хэсгүүдийг бүтээхэд маш энгийн боловч эдгээр хэсгүүдэд цөөн хэдэн зүйл хийх шаардлагатай байна.

• Нүхтэй 48 x Том нуман хаалга (1 ба 1/2 инч урт, 1 ба 1/4 инч өргөн, 1см -ээс 1 инч, 1/4 инч доош)
• Нүхтэй 13 x жижиг нуман хаалга (1 ба 1/2 инч урт, 1 ба 1/2 инч өргөн, нүх нь баруун талаас 1/2 инч, 1/4 инч доош)
• 13 x нуман хаалга (3/4 инч урт, 1/2 инч өргөн)
• 6 х сүрэл (3/4 инчийн урт)
• 5 х сүрэл (1/2 инчийн урт)
• 4 х сүрэл (1/4 инчийн урт)
• 4 х сүрэл (1 ба 1/2 инч урттай)
• 5 х тууз (12 инч урттай)

Алхам 8: Туршилт

Lazarus Arm -ийн туршилтын үе шатны зорилго нь уг үзэл баримтлалыг хэрэгжүүлэх боломжтой гэдгийг нотлох явдал юм. Би өөрийн дизайны үзэл баримтлалыг баталж буй видеог хавсаргав. Үүнийг бүтээхэд ашигласан материалыг харгалзан үзвэл The Lazarus Arm маш сайн ажилладаг гэж би бодож байна.

Алхам 9: Ирээдүйн сайжруулалтууд

Төслийг бүхэлд нь авч үзэхэд эцсийн бүтээгдэхүүн надад үнэхээр сэтгэл хангалуун байна. Миний хийх дуртай цорын ганц зүйл бол картоноор хийсэн эд ангиудыг илүү их даралтын дор хэрхэн барьж байгааг харахын тулд 3D хэвлэх боломжтой эсэхийг харах явдал юм. Түүнээс биш гарны гоо зүйг сайжруулахын тулд цаг гаргамаар байна. Би энэхүү хиймэл гар хийц дээр үргэлжлүүлэн ажиллаж, өдөр тутмын зарим нөхцөлд загварыг туршиж үзэх боломжтой эсэхийг харахыг хүсч байна.

Алхам 10: Хаалтын үг

The Lazarus Arm -ийн эцсийн загвар надад ямар их баяртай байгаагаа илэрхийлэхийг хүсч байна. Энэ нь өдөр тутмын зарим ажлуудад ашиглах боломжтой болох нь батлагдсан бөгөөд хийсэн материалаар нь авч үзвэл гайхалтай ажиллагаатай юм. Сүүлийн дөрвөн жилд ийм төслүүд дээр ажиллах боломж олгосон Исеман санд талархал илэрхийлье. Гайхамшигтай боловсрол, хөгжилтэй болсон. Энэхүү өрсөлдөөн нь миний механик инженерийн чиглэлээр суралцах болсон шалтгаануудын нэг юм. Олон жилийн турш үүнд оролцох нь үнэхээр гайхалтай байсан бөгөөд би хичнээн их талархаж байгаагаа илэрхийлж чадахгүй байсан, баярлалаа.