Участник:90009 ICE — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
м
(→‎Расчёты элементов проекта (3 семестр 2020))
 
(не показано 12 промежуточных версий 3 участников)
Строка 6: Строка 6:
 
Актуальность данного проекта заключается в том, что в процессе создания машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться пользоваться оборудованием и инструментами, а также нестандартно использовать подручные материалы.
 
Актуальность данного проекта заключается в том, что в процессе создания машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться пользоваться оборудованием и инструментами, а также нестандартно использовать подручные материалы.
 
===Цель проекта===
 
===Цель проекта===
−
Создать машину Голдберга, результатом которой будет пробуждение не реагирующего на звук будильника условного человека, и теоретический расчет некоторых её шагов машины(элементы).
+
Создать машину Голдберга, результатом которой будет пробуждение не реагирующего на звук будильника условного человека, и теоретический расчет некоторых шагов машины(элементы).
 +
 
 
===Задачи проекта===
 
===Задачи проекта===
 
# Определить последовательность шагов, из которых будет состоять машина Голдберга
 
# Определить последовательность шагов, из которых будет состоять машина Голдберга
Строка 29: Строка 30:
 
==Работа по проекту==
 
==Работа по проекту==
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
−
[[File:90009_1_1|thumb|right|Схема устройства этапов Машины Голдберга для пробуждения студента]]
+
[https://drive.google.com/file/d/1woKFZHggyR2xcU125Nr12PhkgdVVbk9b/view?usp=sharing Схема устройства машины Голдберга]
 
# Вибрация телефона, на котором выставлено время пробуждения студента (будильник), заставляет три шарика упасть в желоб. Это запускает нашу машину.
 
# Вибрация телефона, на котором выставлено время пробуждения студента (будильник), заставляет три шарика упасть в желоб. Это запускает нашу машину.
 
# Три шарика под действием силы тяжести скатываются по двум наклонным желобам.
 
# Три шарика под действием силы тяжести скатываются по двум наклонным желобам.
 
# Из наклонного желоба шарики попадают в корзинку, закреплённую на одной из сторон рычага, что вызывает смещение центра тяжести и перемещение другой стороны рычага наверх.
 
# Из наклонного желоба шарики попадают в корзинку, закреплённую на одной из сторон рычага, что вызывает смещение центра тяжести и перемещение другой стороны рычага наверх.
 
# Переместившись наверх, конец рычага толкает укреплённый на наклонной плоскости шарик. Шарик скатывается под действием силы тяжести.
 
# Переместившись наверх, конец рычага толкает укреплённый на наклонной плоскости шарик. Шарик скатывается под действием силы тяжести.
−
# Шарик падает на рычаг, прикреплённый к чаше весов, что вызывает перевес в сторону данной чаши и соответственно подъем другой.  
+
# Шарик падает на рычаг, прикреплённый к чаше весов, что вызывает перевес в сторону данной чаши и, соответственно, подъем другой.  
 
# Чаша весов соединена с основанием первой домино. Подъем чаши запускает падение домино.
 
# Чаша весов соединена с основанием первой домино. Подъем чаши запускает падение домино.
 
# Крайняя домино толкает вертикально закрепленный шарнирный элемент. На конце этого элемента находится игла. Под действием сил инерции и силы тяжести шарнирный элемент совершает полуоборот. Игла протыкает наполненный водой шарик.
 
# Крайняя домино толкает вертикально закрепленный шарнирный элемент. На конце этого элемента находится игла. Под действием сил инерции и силы тяжести шарнирный элемент совершает полуоборот. Игла протыкает наполненный водой шарик.
Строка 42: Строка 43:
 
# После преодоления трамплина шарик ударяет лёгкий «молоток», закреплённый на шарнире.
 
# После преодоления трамплина шарик ударяет лёгкий «молоток», закреплённый на шарнире.
 
# Молоток под действием сил инерции выходит из равновесия и толкает стоящую перед ним машинку с закреплённой на ней свечке.
 
# Молоток под действием сил инерции выходит из равновесия и толкает стоящую перед ним машинку с закреплённой на ней свечке.
−
# Пройдя определённый путь останавливается у препятствия, а зажжённая свеча пережигает нить.
+
# Пройдя определённый путь машинка останавливается у препятствия, а зажжённая свеча пережигает нить.
 
# Нить удерживает рычаг через несколько неподвижных блоков. После того как нить перегорает, более длинное плечо рычага, с закреплённой на нём надутой перчатке, падает. Перчатка ударяет мирно спящего студента, тем самым вызывая его пробуждение.
 
# Нить удерживает рычаг через несколько неподвижных блоков. После того как нить перегорает, более длинное плечо рычага, с закреплённой на нём надутой перчатке, падает. Перчатка ударяет мирно спящего студента, тем самым вызывая его пробуждение.
  
Строка 70: Строка 71:
  
 
===Этапы создания проекта===
 
===Этапы создания проекта===
 +
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
 
|'''Срок'''
 
|'''Срок'''
−
|'''Задачи'''
+
|'''Задача'''
 
|'''Возникающие проблемы'''
 
|'''Возникающие проблемы'''
 
|'''Что сделано к сроку'''
 
|'''Что сделано к сроку'''
Строка 93: Строка 95:
 
|-
 
|-
 
| 13.02.2020
 
| 13.02.2020
−
| Начало сборки. Собрать каркас машины и закрепить основные элементы. Также отладить работы машины.
+
| Начало сборки. Собрать каркас машины и закрепить основные элементы. Также отладить работу машины.
 
| Распил ДСП и сборка каркаса заняли слишком много времени
 
| Распил ДСП и сборка каркаса заняли слишком много времени
 
| Собрана основа машины. Отлажена работа первых этапов
 
| Собрана основа машины. Отлажена работа первых этапов
Строка 102: Строка 104:
 
| Необходимо заново отлаживать все шаги машины
 
| Необходимо заново отлаживать все шаги машины
 
|-
 
|-
−
| 15.02.2020  
+
| 15.03.2020
−
| Отладка работы машины
+
| -
−
| Проблема с устойчивостью домино и работой нескольких последних шагов машины.
+
| РЕЖИМ САМОИЗОЛЯЦИИ ДО 14.05.2020
−
| Машина отлажена на 80%
+
| -
 +
|-
 +
| 14.05.2020
 +
| Заверешение работы над машиной и съемка видео
 +
| Машина не сработала полностью
 +
| Все элементы отлажены
 +
|-
 +
| 17.05.2020
 +
| Завершение работы над машиной и съемка видео
 +
| Не возникло
 +
| Снято видео работы машины
 +
|-
 +
| 25.05.2020
 +
| Удаление с видео лишних звуков, создание чертежа в AutoCAD, выполнение задач по расчету шагов машины
 +
| Некоторые студенты не успели в срок выполнить поставленные им задачи
 +
| Выполнен чертеж, расчитана большая часть шагов
 +
|-
 +
| 26.05.2020
 +
| Завершение работы по расчету шагов машины и утверждение видео
 +
| Не возникло
 +
| Всё готово к оформлению вики-страницы
 
|-
 
|-
−
| 13.05.2020
+
| 27.05.2020
−
| Проведение контрольных запусков машины, оформление вики-страницы
+
| Оформление вики-страницы
 
| Трудности при создание вики-страницы из-за не знания языка программирования
 
| Трудности при создание вики-страницы из-за не знания языка программирования
−
| Удачное прохождение машиной всех этапов; приобретение необходимые знаний по оформлению вики-страницы, преодоление трудностей
+
| Приобретение необходимые знаний по оформлению вики-страницы, преодоление трудностей
 
|}
 
|}
  
−
==Расчёты элементов проекта==
+
==Расчёты элементов проекта (3 семестр 2020)==
−
* Расчет ускорения шарика, двигающегося по наклонной плоскости (Кашин Г.И.)
+
* Расчет скорости домино (Кашин Г.И.)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[https://drive.google.com/file/d/1F-_zzaSARJ5H2ngwFIEj6EiLU1gzci7G/view?usp=sharing Задача №1 (Кашин Г.И.)(]
 +
 
 +
</div>
 +
</div>
 +
 
 +
 
 +
* Расчет угла наклона плоскости (Жукова А.А.)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[https://drive.google.com/file/d/17fDFESIXcKxZBvUGxv51ON03YcMESCZ9/view?usp=sharing Задача №2 (Жукова А.А.)]
 +
 
 +
</div>
 +
</div>
 +
 
 +
 
 +
* Расчет равнодействующий сил, действующих на шарики при движении в желобе (Свиридова С.Я.)
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 +
[https://drive.google.com/file/d/1WfSYACWjLy43X09owF62wxHusfFiydsv/view?usp=sharing Задача №3 (Свиридова С.Я.)]
 +
 +
</div>
 +
</div>
  
 +
 +
* Расчет максимальной скорости молотка(Поздяков И.В.)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[https://drive.google.com/file/d/1q2_7a9RiRm5_uPNTICX5E7GIx8uIrIE2/view?usp=sharing Задача №4 (Поздяков И.В.)]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 +
 +
 +
* Задача 5 (Кушнёва Е.С.)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[https://drive.google.com/file/d/1Z5ZvhN-vWLFmhBRLtShOz0ps2Jizut1W/view Задача №5 (Кушева Е.С.)]
 +
 +
</div>
 +
</div>
 +
 +
==Результаты по проекту==
 +
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: будит студента, не реагируеющего на звуковые эффекты. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Согласно вычислениям пришлось немного изменить конструкцию.
 +
 +
Видео запуска машины Голдберга.
 +
 +
[https://drive.google.com/file/d/14P7FeIcdi5BNC6SQkA8ASFoY4pEiYv9F/view?usp=sharing Запуск машины Голдберга]
 +
 +
==Литература и ссылки==
 +
# [https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/166/146184/ Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом]
 +
# [https://ru.wikihow.com/%D1%81%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%83-%D0%A0%D1%83%D0%B1%D0%B0-%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0-%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D1%83 Как создать машину Руба Голдберга самому]
 +
# [http://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
 +
# [https://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Голдберга Машина Голдберга]
 +
# Примеры различных машин Голдберга:
 +
    [https://www.youtube.com/watch?v=6FzUx2EFk8s 75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos]
 +
    [https://www.youtube.com/watch?v=Di352crQeMA Marble run | Vivify cg]

Текущая версия на 09:59, 22 декабря 2020

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». По принципу работы Машины Голдберга мы собираем установку "Будильник Голдберга".

Описание[править]

Актуальность[править]

Актуальность данного проекта заключается в том, что в процессе создания машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться пользоваться оборудованием и инструментами, а также нестандартно использовать подручные материалы.

Цель проекта[править]

Создать машину Голдберга, результатом которой будет пробуждение не реагирующего на звук будильника условного человека, и теоретический расчет некоторых шагов машины(элементы).

Задачи проекта[править]

  1. Определить последовательность шагов, из которых будет состоять машина Голдберга
  2. Создать схему машины Голдберга
  3. Подобрать необходимые для создания машины материалы, предметы и инструменты
  4. Собрать машину Голдберга
  5. Произвести пробные запуски машины с целью отладки её шагов
  6. Произвести финальный запуск
  7. Снять результат на видео
  8. Замерить необходимые параметры
  9. Рассчитать шаги машины
  10. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда[править]

Группа 3130801/90009

  • Кашин Глеб Игоревич
  • Жукова Анастасия Алексеевна
  • Свиридова Софья Ярославовна
  • Поздяков Игорь Владимирович
  • Кушнёва Елизавета Сергеевна

Работа по проекту[править]

Действия, выполняемые машиной Голдберга[править]

Схема устройства машины Голдберга

  1. Вибрация телефона, на котором выставлено время пробуждения студента (будильник), заставляет три шарика упасть в желоб. Это запускает нашу машину.
  2. Три шарика под действием силы тяжести скатываются по двум наклонным желобам.
  3. Из наклонного желоба шарики попадают в корзинку, закреплённую на одной из сторон рычага, что вызывает смещение центра тяжести и перемещение другой стороны рычага наверх.
  4. Переместившись наверх, конец рычага толкает укреплённый на наклонной плоскости шарик. Шарик скатывается под действием силы тяжести.
  5. Шарик падает на рычаг, прикреплённый к чаше весов, что вызывает перевес в сторону данной чаши и, соответственно, подъем другой.
  6. Чаша весов соединена с основанием первой домино. Подъем чаши запускает падение домино.
  7. Крайняя домино толкает вертикально закрепленный шарнирный элемент. На конце этого элемента находится игла. Под действием сил инерции и силы тяжести шарнирный элемент совершает полуоборот. Игла протыкает наполненный водой шарик.
  8. Под шариком находится ведро, наполовину заполненное водой. На поверхности воды находится полузатопленный стакан. Разрыв шарика приводит к тому, что вода из него затапливает стакан.
  9. К стакану прикреплена нитка, соединяющая стакан и «шторку» через неподвижный блок. Затопление стакана вызывает подъем «шторку».
  10. «Шторка» удерживает шарик в начале трамплина, её отрыв позволяет шарику скатиться по трамплину.
  11. После преодоления трамплина шарик ударяет лёгкий «молоток», закреплённый на шарнире.
  12. Молоток под действием сил инерции выходит из равновесия и толкает стоящую перед ним машинку с закреплённой на ней свечке.
  13. Пройдя определённый путь машинка останавливается у препятствия, а зажжённая свеча пережигает нить.
  14. Нить удерживает рычаг через несколько неподвижных блоков. После того как нить перегорает, более длинное плечо рычага, с закреплённой на нём надутой перчатке, падает. Перчатка ударяет мирно спящего студента, тем самым вызывая его пробуждение.

Материалы и предметы для создания проекта[править]

  1. Листы ДСП
  2. Картон
  3. Стеклянные шарики
  4. Резиновый шарик
  5. Скотч
  6. Игла
  7. Шарики
  8. Ведро
  9. Стакан
  10. Нить
  11. Шурупы
  12. Коробки (картонная и железная)
  13. Строительные уголки
  14. Перчатка
  15. Машинка игрушечная
  16. Свеча
  17. Резиновая перчатка

Инструменты для создания проекта[править]

  • Лобзик электрический
  • Напильник ручной
  • Шуруповерт

Этапы создания проекта[править]

Срок Задача Возникающие проблемы Что сделано к сроку
02.02.2020 Размышление и обсуждение основной идеи машины Голдберга. Проработка последовательности шагов машины Возникновение разногласий участников команды в осуществимости определённых шагов машины Нахождение оптимальной схемы машины, создание теоретического чернового варианта модели и проработка основных шагов
04.02.2020 Создать схематичный рисунок машины Споры на счет оформления схемы и правильности её выполнения Создание схематического рисунка машины
11.02.2020 Составление списка необходимых материалов и их поиск/закупка Закупка листов ДСП перенесена на дату начала сборки Утверждение наличия всех компонентов машины, за исключением ДСП
13.02.2020 Начало сборки. Собрать каркас машины и закрепить основные элементы. Также отладить работу машины. Распил ДСП и сборка каркаса заняли слишком много времени Собрана основа машины. Отлажена работа первых этапов
14.02.2020 Отладка работы машины Машина сработала на 90%. Но в следствии халатности участников, т.е. оставленном на каркасе ведре с водой, машина упала Необходимо заново отлаживать все шаги машины
15.03.2020 - РЕЖИМ САМОИЗОЛЯЦИИ ДО 14.05.2020 -
14.05.2020 Заверешение работы над машиной и съемка видео Машина не сработала полностью Все элементы отлажены
17.05.2020 Завершение работы над машиной и съемка видео Не возникло Снято видео работы машины
25.05.2020 Удаление с видео лишних звуков, создание чертежа в AutoCAD, выполнение задач по расчету шагов машины Некоторые студенты не успели в срок выполнить поставленные им задачи Выполнен чертеж, расчитана большая часть шагов
26.05.2020 Завершение работы по расчету шагов машины и утверждение видео Не возникло Всё готово к оформлению вики-страницы
27.05.2020 Оформление вики-страницы Трудности при создание вики-страницы из-за не знания языка программирования Приобретение необходимые знаний по оформлению вики-страницы, преодоление трудностей

Расчёты элементов проекта (3 семестр 2020)[править]

  • Расчет скорости домино (Кашин Г.И.)

Задача №1 (Кашин Г.И.)(


  • Расчет угла наклона плоскости (Жукова А.А.)

Задача №2 (Жукова А.А.)


  • Расчет равнодействующий сил, действующих на шарики при движении в желобе (Свиридова С.Я.)

Задача №3 (Свиридова С.Я.)


  • Расчет максимальной скорости молотка(Поздяков И.В.)

Задача №4 (Поздяков И.В.)


  • Задача 5 (Кушнёва Е.С.)

Задача №5 (Кушева Е.С.)

Результаты по проекту[править]

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: будит студента, не реагируеющего на звуковые эффекты. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Согласно вычислениям пришлось немного изменить конструкцию.

Видео запуска машины Голдберга.

Запуск машины Голдберга

Литература и ссылки[править]

  1. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
  2. Как создать машину Руба Голдберга самому
  3. Краткая теория по теоретической механике
  4. Машина Голдберга
  5. Примеры различных машин Голдберга:
    75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos
    Marble run | Vivify cg
Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Участник:90009_ICE&oldid=57890»