Машина голдберга заваривающая чай

Машина Голдберга, машина Руба Голдберга, машина Робинсона-Голдберга, Машина Робинсона или заумная машина — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по «принципу домино».

Описание

Актуальность

Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться нестандартно использовать подручные материалы, также само умение конструировать формирует развитие инженерного мышления, которое потребуется в будущей профессии.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, сможет помочь человеку наливать чай.

Задачи проекта

1. Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
2. Создать схему машины Голдберга
3. Подобрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты
4. Произвести необходимые расчеты
5. Сделать отдельные части проекта
6. Собрать машину Голдберга из подручных средств
7. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
8. Произвести показательный запуск машины Голдберга
9. Снять результат на видео
10. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

Группа 3130801/90009

• Осадчая Любовь
• Кирилюк Анастасия
• Артур Колесников
• Анна Михайлова
• Данила Хохлов

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Мы поджигаем свечу, нитка с грузом №1 приходит в действие
2. Груз №1 толкает брусок №1
3. Брусок №1 падает, задевает шар №1 и тот приходит в действие
4. Шар №1 толкает домино
5. Падающие домино создают цепную реакцию и задевают нитку
6. Мышеловка из-за воздействия нитки перерезает чайный пакетик, который падает в кружку
7. Шар №1 продолжает катиться, толкает брусок №2 с лезвием
8. Брусок №2 с лезвием перерезает нитку и молоток приходит в действие
9. Молоток сбивает бутылку, она падает и вода льётся точно в кружку.

Материалы и предметы для создания проекта

• Мячик
• Бруски
• Изолента
• Шланг от пылесоса
• Домино из фанеры
• Капроновые нитки
• Мышеловка
• Фанера
• Чайный пакетик
• Деревянные палочки
• Бутылка с водой
• Стяжки
• Гвозди
• Саморезы
• Гайки
• Скотч

Машина Голдберга, машина Руба Голдберга, машина Робинсона-Голдберга, Машина Робинсона или заумная машина — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по «принципу домино».

Материалы и предметы для создания проекта

• Мячики
• Трубы
• Изолента
• Шланг от пылесоса
• Домино из фанеры
• Капроновые нитки
• Картон
• Фанера
• Стаканчики
• Деревянные палочки
• Кабель канал
• Стяжки
• Гвозди
• Саморезы
• Гайки
• Скотч
• Уголки
• Кружка

Инструменты для создания проекта

• Электроинструмент
• Ручной инструмент

Этапы создания проекта (1 семестр)

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
06.02.20	Придумать основной сюжет для действий Машины Голдберга. Определить конкретные шаги и их последовательность в машине.	Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам.	Определен основной сюжет.
14.02.20	Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга. Нарисовать схему поочередных шагов.	Нашли компромисс и разделили область ответственности, что предотвращало возможные будущие конфликты	Определена последовательность, сделан набросок действий.
21.02.20	Наметить, из каких материалов будет собран наш проект. Определиться, где их будем брать.	Материалы было решено искать среди остатков от производства и покупать то, что стоит не так дорого. Взяли все, что было не жалко.	Все шаги были проанализированы и на основе этого необходимые материалы были найдены.
23.02.20	Найти предметы и инструменты для создания Машины.	С этим проблем не возникло. В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: помимо всевозможных ручных инструментов, ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д. Там мы и сделали домино.	Было найдено все необходимое.
04.03.20	Разбор этапов для расчетов. Распределение обязанностей и задач.	Сложности в определении задачи в целом.	Начали решать проблему с расчетами.
11.03.20	Начало расчетов	Возникли проблемы с решением задач.	Определились до конца с расчетами.
17.03.20	Продолжение расчетов	Трудности с определением, какие законы необходимо применять при том или ином шаге.	Выполнили часть расчетов.
26.03.20	Анализ этапов	Придуманная изначально система была хороша в действительности.	Решили оставить всё, как есть.
03.04.20	Закончить с расчетами.	Сложности в объяснении друг другу смысла своих расчетов.	Решили все задачи, выполнили и подвели итоги всех расчетов.
16.04.20	Создать схему.	Понять, как целесоообразнее будет разделить этапы между участниками команды.	Распределили этапы между собой. Каждый участник сделал чертеж своего этапа. Объединили все части в единое целое.
26.04.20	Собрать машину Голдберга	Отсутствие навыков работы с инструментами.	Было сделано всё, что планировалось.
27.04.20	Сделать пробные запуски.	Достаточно долго и нервно расставлять домино перед каждым запуском. Но на этом этапе проблем с функционированием не возникло.	Собранная машина Голдберга отработала так, как и задумывалось, с первого же запуска.
28.04.20	Съемка и монтирование видео.	Записать красиво получилось не с первого раза.	Сняли итоговое видео результата
20.05.20	Создать вики-страницу проекта	Отсутствие знаний о создании вики-страниц	Результатом является данная страница

Расчеты элементов проекта (1 семестр)

• (Осадчая Любовь) Расчет силы натяжения нити у маятника:
• (Михайлова Анна) Расчет скорости мяча:
• (Колесников Артур) Расчет силы, необходимой для падения деревянного блока:
• (Джумабаев Азизбек) Расчёт максимальной скорости падения чайного пакетика:
• (Кирилюк Анастасия) Расчёт скорости шара перед ударом:
• (Хохлов Данила) Расчет силы, необходимой для падения бутылки, наполненной водой:

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
25.11.20	Решение задач на динамику по машине Голдберга.	Каждый берет себе отдельный участок машины, определяет личный фронт работы, приступает к выполнению.	Задачи рассчитаны.
30.11.20	Обмен данными, исправление ошибок в задачах.	Нашли недочёты, исправили.	Предотвращены возможные ошибки при презентации.
01.12.20	Загрузка резльтатов работы на сайт, его оформление.	Возникли трудности с тем, чтобы найти действующую ссылку на сайт	Все задачи группы загружены к сроку

Расчеты элементов проекта (2 семестр)

• (Осадчая Л.) Задача по нахождению силы, которая толкает брусок 1:
• (Хохлов Д.) Нахождение скорости шара после падения, силы соприкосновения с бруском:
• (Михайлова А.) Нахождение ускорения шара:
• (Кирилюк А.) Расчёт силы, с которой шар, скатывающийся с наклонной плоскости, толкает брусок:
• (Колесников А.) Нахождение скорости молотка перед ударом:

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: наливает чай. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось заменить некоторые детали в машине или модифицировать их. Вычисления немного подвели: пришлось исправлять высоту и длину некоторых конструкций.

• Схема машины Голдберга:

• Видео запуска машины Голдберга:

Литература и ссылки

1. Машина Голдберга
2. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
3. Как создать машину Руба Голдберга самому
4. Краткая теория по теоретической механике

1. Примеры различных машин Голдберга:

75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines Marble run | Vivify cg Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум