Robô de Tensegridade Vibratória Dirigível: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Uma estrutura de tensegridade é feita de cordas elásticas e suportes rígidos. Ele pode flexionar e comprimir quando solto ou pressionado e, em seguida, voltar à forma. Ele também tem um alto grau de conformidade, o que significa que não prejudicará as pessoas ou equipamentos ao seu redor. Isso, junto com sua resiliência, torna a tensegridade uma estrutura útil para robôs que precisam resistir a solavancos ou torções e girar em espaços irregulares.

Este robô ultra-simples é baseado no trabalho do professor John Rieffel e alunos do Union College em Schenectady, NY. Eles criam robôs de tensegridade com corpos programáveis. Com o design certo, você pode dirigi-los apenas com um motor vibratório. Os robôs viram para a esquerda ou direita dependendo da frequência das vibrações.

O corpo desta versão é feito de canudinhos e elásticos. É baseado em um projeto de ornamento de feriado de icosaedro de tensegridade por Bre Pettis para o site da revista Make em 2007.

Depois de construir sua estrutura de tensegridade, você pode montar rapidamente um circuito para fazer seu robô se mover usando:

• um minúsculo motor vibratório
• um interruptor mais escuro para fazê-lo funcionar mais rápido ou mais devagar, e
• um indicador de gráfico de barras que mostra quanta energia você está fornecendo ao motor.

Quando você conecta o motor à tensegridade, a estrutura irá tremer e se mover pela mesa.

Construí meu circuito de forma rápida e fácil usando littleBits, módulos eletrônicos que se encaixam magneticamente. Se você tem todas as peças, pode construir seu próprio Tensegrity Robot em menos de uma hora. Quando terminar, você pode reutilizar os littleBits em outros projetos.

Este projeto apareceu originalmente em meu livro Making Simple Robots: Exploring Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff. Você pode encontrar mais projetos excelentes de robótica para crianças e iniciantes em meu último livro, BOTS !, da Nomad Press.

Suprimentos

• 6 canudos (DICA: mantenha alguns canudos sobressalentes à mão enquanto estiver trabalhando. Se um canudo entortar, é melhor substituí-lo do que tentar consertá-lo).
• 6 elásticos longos, com cerca de 5 polegadas de comprimento
• 6 elásticos curtos - uma polegada ou duas de comprimento
• adesivo removível, como pontos de cola

• Módulos littleBits:

  • potência
  • obscuro
  • gráfico de barras
  • fio, e
  • motor de vibração

Etapa 1: cortar palhas

Corte 6 pedaços de palha com no máximo 5 de comprimento.

Em cada canudo, corte uma fenda em cada extremidade, certificando-se de que as fendas estejam alinhadas (ou seja, ambas verticais). As fendas devem ter ¼ de profundidade - o suficiente para segurar o elástico no lugar, mas não tanto para que o canudo comece a enfraquecer e dobrar.

Etapa 2: conectar canudos

Alinhe 2 canudos e enrole um pequeno elástico frouxamente em torno de cada extremidade do par.

Faça o mesmo com um segundo par de canudos e deslize-os perpendicularmente entre os primeiros 2 canudos para formar um "X".

Etapa 3: adicionar mais canudos

Pegue os últimos 2 canudos e enrole um pequeno elástico em volta de uma das pontas.

Deslize-os pela interseção dos outros canudos de modo que fiquem perpendiculares aos primeiros 2 pares e, em seguida, enrole um pequeno elástico na outra extremidade.

Etapa 4: esticar faixas de borracha

Torça um par de canudos de modo que as fendas fiquem na horizontal e voltadas para você, um acima do outro. Estique um longo elástico da fenda horizontal do canudo superior, para cima e sobre um par de canudos perpendiculares, e até a outra extremidade do canudo, passando-o pelas quatro fendas.

Repita com os canudos restantes.

Ajuste os elásticos para que fiquem uniformes.

Etapa 5: corte as faixas de borracha e ajuste

Corte os pequenos elásticos de modo que as molas da estrutura de tensegridade se abram.

Ajuste os pares de canudos para que fiquem paralelos e não se toquem.

Etapa 6: montar os LittleBits

Agora monte o circuito eletrônico littleBits que fará seu bot tensegrity funcionar:

• Conecte o módulo de energia (ou “Bit”) na bateria.
• Conecte o módulo de interruptor dimmer para aumentar ou diminuir a tensão.
• Conecte o módulo de gráfico de barras ao interruptor dimmer. Este é um bit com cinco fileiras de LEDs em miniatura; conforme mais energia passa por ele, mais LEDs acendem.
• Conecte um ou mais fios. Os módulos de fio são curtos, então use 2 ou 3 para garantir que seu robô tenha espaço para se mover.
• Finalmente, adicione o motor vibratório. Este é um pequeno disco, do tamanho de uma pílula, com 2 fios finos que o prendem a uma base magnética.

Etapa 7: Faça o movimento

Para testar seu robô de tensegridade, conecte seu circuito eletrônico ao seu modelo de canudo. Posicione o motor de vibração de modo que nenhum dos componentes eletrônicos atrapalhe o movimento da estrutura de tensegridade. Decida onde você gostaria de prender a extremidade do disco de seu motor. Use fita adesiva ou outro adesivo para prendê-lo em um dos canudos. Estique o fio do motor ao longo do canudo e prenda a base do motor e a base do fio a ele. Ligue o motor e aumente lentamente a potência com o interruptor do dimmer. Você começará a ver os elásticos vibrarem em simpatia, e seu robô de tensegridade deve começar a dançar ao longo da mesa. Veja se você consegue direcioná-lo para a direita e para a esquerda ajustando a potência. Se o seu robô não se mover, tente prender o motor mais alto ou mais baixo na estrutura. Mover o centro de gravidade do robô um pouco fora do centro pode ajudar a superar sua inércia. Agora que o robô funciona, experimente colocar o motor em locais diferentes na estrutura de tensegridade - no centro, em um canto - para ver qual posição produz os movimentos mais confiáveis e interessantes. A variação da velocidade e do posicionamento do motor produzirá diferentes tipos de movimento, dando ao robô uma espécie de inteligência física. INDO ALÉM Enquanto este robô de tensegridade simples se move através da vibração, robôs de tensegridade avançados se movem contraindo seus cabos e mudando de forma para que possam rolar. Para um desafio ainda maior, pense em como você poderia projetar seu robô para fazer o mesmo. Ou saia da fase de prototipagem e construa uma nova versão deste circuito sem usar littleBits. Começando aqui, você estará no caminho certo para criar seus próprios robôs de tensegridade avançados.