Дзенушко Дайнис: Изучение "Шагающих" механизмов — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
(Стопоходящая машина Чебышева)
(Исправлена опечатка "Полдитех".)
 
(не показано 65 промежуточных версий 9 участников)
Строка 1: Строка 1:
 
Существует несколько основных видов «шагающих»  
 
Существует несколько основных видов «шагающих»  
Механизмов основанных на преобразовании  
+
механизмов, основанных на преобразовании  
 
вращательного движения в поступательное.
 
вращательного движения в поступательное.
  
Строка 6: Строка 6:
  
 
==Стопоходящая машина Чебышева==
 
==Стопоходящая машина Чебышева==
[[Файл:stopohodjashaja_mashina_1.jpg]] [[Файл:stopohodjashaja_mashina_2.jpg]] [[Файл:stopohodjashaja_mashina_3.jpg]]
+
<gallery widths=330px heights=300px perrow = 3>
 
+
Файл:stopohodjashaja_mashina_1.jpg
 +
Файл:stopohodjashaja_mashina_2.jpg
 +
Файл:stopohodjashaja_mashina_3.jpg
 +
</gallery>
 
*Пафнутий Львович Чебышев, будучи профессором Санкт-Петербургского университета  
 
*Пафнутий Львович Чебышев, будучи профессором Санкт-Петербургского университета  
 
изобрел и воплотил в жизнь первый в мире шагающий механизм «в дереве и железе»  
 
изобрел и воплотил в жизнь первый в мире шагающий механизм «в дереве и железе»  
Строка 16: Строка 19:
  
 
==Механизм Кланна==
 
==Механизм Кланна==
Механизм Кланна имеет множество преимуществ шагающего механизма,  
+
 
 +
[[Файл:Klann_1.png]]
 +
[[Файл:Klann_2.gif]]
 +
[[Файл:Klann_3.gif]]
 +
 
 +
*Механизм Кланна имеет множество преимуществ шагающего механизма,  
 
и лишён, в то же время, некоторых свойственных им ограничений. Он может  
 
и лишён, в то же время, некоторых свойственных им ограничений. Он может  
 
перешагивать через бордюры, взбираться по ступеням, которые недоступны для  
 
перешагивать через бордюры, взбираться по ступеням, которые недоступны для  
Строка 28: Строка 36:
 
----
 
----
  
==3)Механизм Тео Янсена==
+
==Механизм Тео Янсена==
 
+
<gallery widths=330px heights=300px perrow = 3>
Тео Янсен (Theo Jansen) (родился 17 марта, 1948, Гаага, Нидерланды) —  
+
Файл:Jansen 1.JPG
 +
Файл:Jansen_2.jpg
 +
Файл:Jansen_3.jpg
 +
</gallery>
 +
*Тео Янсен (Theo Jansen) (родился 17 марта, 1948, Гаага, Нидерланды) —  
 
нидерландский художник и кинетический скульптор. Он строит огромные  
 
нидерландский художник и кинетический скульптор. Он строит огромные  
 
сооружения, напоминающие скелеты животных, которые способны  
 
сооружения, напоминающие скелеты животных, которые способны  
 
передвигаться под воздействием ветра по песчаным пляжам. Янсен  
 
передвигаться под воздействием ветра по песчаным пляжам. Янсен  
 
называет эти скульптуры «животными» .
 
называет эти скульптуры «животными» .
 +
 +
http://www.strandbeest.com/
 +
 +
<gallery widths=330px heights=300px perrow = 3>
 +
Файл:Linkage_1.jpg
 +
Файл:Linkage_2.gif
 +
Файл:Linkage_3.gif
 +
</gallery>
 +
 +
==Создание самодвижущейся платформы основанной на механизме Тео Янсена==
 +
 +
Глядя на механизм Тео Янсена так и хочется, чтобы можно было на нем
 +
прокатиться (или пройтись). Вот мне и пришла в голову идея создать такой аппарат,
 +
на котором можно было бы передвигаться. Для начала в уменьшенном масштабе. Но если мы хотим на нем передвигаться,
 +
то нам необходимо, чтобы данный аппарат мог поворачивать.
 +
*Как этого добиться?
 +
Можно сделать его из двух независимых частей и установить на них 2 двигателя и
 +
затем, управляя их скоростью, поворачивать т.е. так же, как поворачивают любые гусеничные
 +
машины.
 +
*Чем этот аппарат лучше колесных машин?
 +
Если вы едете по песку или любому сыпучему материалу, то может так случится, что колесо забуксует. Но с шагающими
 +
механизмами такой проблемы не возникает.
 +
*Что уже сделано?
 +
На данный момент разработан и отлажен процесс изготовления. И в результате функционирует одна из двух частей.
 +
*Как это сделано?
 +
Данная платформа создается из оргстекла, алюминиевых трубок, винтов и гаек. В общем-то не такие уж и редкие материалы.
 +
Материалы избирались на основе дешевизны, простоты использования и эстетических соображений. Но началось все с эскиза всех
 +
основных деталей в масштабе 1:1 который приводится ниже:
 +
 +
<gallery widths=300px heights=425px perrow = 3>
 +
Файл:Drawing_1.jpg
 +
Файл:Drawing_2.jpg
 +
Файл:Drawing_3.jpg
 +
</gallery>
 +
 +
Затем пришлось решать первую проблему данного проекта т.е. бороться с силой трения. Для этого из алюминиевой трубки были изготовлены простейшие подшипники скольжения:
 +
<gallery widths=300px heights=300px perrow = 2>
 +
Файл:Roller_1.jpg
 +
Файл:Roller_2.jpg
 +
</gallery>
 +
 +
Затем после первой сборки обнаружилось что не так уж и легко отцентровать коленчатый вал. Но эта проблема вскоре разрешилась.
 +
Как? Путем нанизывания его на штанги что позволило выровнять центральную ось на момент окончательной сборки.
 +
А вот и первые фотографии второй части в момент сборки. Тут как раз видны все 6 штанг которыми пронизан весь механизм:
 +
<gallery widths=500px heights=280px perrow = 2>
 +
Файл:Build2_1.jpg
 +
Файл:Build2_2.jpg
 +
</gallery>
 +
 +
Вот так выглядит уже построенная первая часть:
 +
<gallery widths=500px heights=400px perrow = 2>
 +
Файл:Build_1.jpg
 +
Файл:Build_2.jpg
 +
Файл:Build_3.jpg
 +
Файл:Build_4.jpg
 +
</gallery>
 +
 +
==Что планируется далее?==
 +
1) Необходимо изготовить вторую часть. (DONE)
 +
 +
2) Объединить их.(DONE)
 +
 +
3) Установить двигатели.(DONE)
 +
 +
4) Создать систему управления. (DONE)
 +
 +
5) Создание и установка дистанционного управления.
 +
 +
 +
06.10.11 в 23:58 состоялся первый успешный запуск объединенного механизма.
 +
 +
Теперь создана проводная система управления.
 +
Итак вот что получилось:
 +
<gallery widths=900px heights=400px perrow = 1>
 +
Файл:IMAG0758.jpg
 +
</gallery>
 +
 +
==Шагающий механизм 1.2==
 +
[[Файл:intensiv.jpg |300px|right]]
 +
На летнем интенсиве [http://fablab.spbstu.ru/2013/06/post750/] для школьников в Фаблаб Политех, проходившем в конце июня 2013 года под руководством [[Андрей Мурачёв|Андрея Мурачёва]] и [[Дайнис Дзенушко|Дайниса Дзенушко]] был собран шагающий механизм на основе платформы Arduino. Управление Arduino осуществлялось с компьютера при помощи среды Processing. Программы для Arduino и Processing можно скачать по ссылке [[Файл:Proc_and_ardu.zip]]
 +
 +
== См. также ==
 +
 +
[[Ходящие механизмы]]
 +
 +
[[Category: Студенческие проекты]]

Текущая версия на 21:42, 2 июня 2015

Существует несколько основных видов «шагающих» механизмов, основанных на преобразовании вращательного движения в поступательное.


Стопоходящая машина Чебышева[править]


  • Пафнутий Львович Чебышев, будучи профессором Санкт-Петербургского университета

изобрел и воплотил в жизнь первый в мире шагающий механизм «в дереве и железе» и назвал его «Стопоходящая машина». Этот механизм, изобретенный российским математиком, получил всеобщее одобрение на Всемирной выставке в Париже 1878 года.


Механизм Кланна[править]

Klann 1.png Klann 2.gif Klann 3.gif

  • Механизм Кланна имеет множество преимуществ шагающего механизма,

и лишён, в то же время, некоторых свойственных им ограничений. Он может перешагивать через бордюры, взбираться по ступеням, которые недоступны для колёсных движителей, и в то же время этот механизм не требует управления его двигателями со стороны микропроцессоров, причём количество этих двигателей может быть уменьшено по сравнению с другими видами техники, предназначенной для выполнения тех же функций.По своей классификации этот механизм находится между шагающими устройствами и колёсными машинами с управляемыми осями.


Механизм Тео Янсена[править]


  • Тео Янсен (Theo Jansen) (родился 17 марта, 1948, Гаага, Нидерланды) —

нидерландский художник и кинетический скульптор. Он строит огромные сооружения, напоминающие скелеты животных, которые способны передвигаться под воздействием ветра по песчаным пляжам. Янсен называет эти скульптуры «животными» .

http://www.strandbeest.com/



Создание самодвижущейся платформы основанной на механизме Тео Янсена[править]

Глядя на механизм Тео Янсена так и хочется, чтобы можно было на нем прокатиться (или пройтись). Вот мне и пришла в голову идея создать такой аппарат, на котором можно было бы передвигаться. Для начала в уменьшенном масштабе. Но если мы хотим на нем передвигаться, то нам необходимо, чтобы данный аппарат мог поворачивать.

  • Как этого добиться?

Можно сделать его из двух независимых частей и установить на них 2 двигателя и затем, управляя их скоростью, поворачивать т.е. так же, как поворачивают любые гусеничные машины.

  • Чем этот аппарат лучше колесных машин?

Если вы едете по песку или любому сыпучему материалу, то может так случится, что колесо забуксует. Но с шагающими механизмами такой проблемы не возникает.

  • Что уже сделано?

На данный момент разработан и отлажен процесс изготовления. И в результате функционирует одна из двух частей.

  • Как это сделано?

Данная платформа создается из оргстекла, алюминиевых трубок, винтов и гаек. В общем-то не такие уж и редкие материалы. Материалы избирались на основе дешевизны, простоты использования и эстетических соображений. Но началось все с эскиза всех основных деталей в масштабе 1:1 который приводится ниже:



Затем пришлось решать первую проблему данного проекта т.е. бороться с силой трения. Для этого из алюминиевой трубки были изготовлены простейшие подшипники скольжения:



Затем после первой сборки обнаружилось что не так уж и легко отцентровать коленчатый вал. Но эта проблема вскоре разрешилась. Как? Путем нанизывания его на штанги что позволило выровнять центральную ось на момент окончательной сборки. А вот и первые фотографии второй части в момент сборки. Тут как раз видны все 6 штанг которыми пронизан весь механизм:



Вот так выглядит уже построенная первая часть:



Что планируется далее?[править]

1) Необходимо изготовить вторую часть. (DONE)

2) Объединить их.(DONE)

3) Установить двигатели.(DONE)

4) Создать систему управления. (DONE)

5) Создание и установка дистанционного управления.


06.10.11 в 23:58 состоялся первый успешный запуск объединенного механизма.

Теперь создана проводная система управления. Итак вот что получилось:



Шагающий механизм 1.2[править]

Intensiv.jpg

На летнем интенсиве [1] для школьников в Фаблаб Политех, проходившем в конце июня 2013 года под руководством Андрея Мурачёва и Дайниса Дзенушко был собран шагающий механизм на основе платформы Arduino. Управление Arduino осуществлялось с компьютера при помощи среды Processing. Программы для Arduino и Processing можно скачать по ссылке Файл:Proc and ardu.zip

См. также[править]

Ходящие механизмы