Участник:9crew

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

Данный проект является актуальным за счет того, что при создании данной машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики, развить прикладные способности, научиться использовать разнообразное оборудование, а также сделать процесс обучения студентов увлекательным.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять определённую последовательность действий, в результате которых яйцо будет разбиваться на сковородку.

Задачи проекта

1. Определить последовательность действий, которые будут выполнятся машиной Голдберга

2. Разработать чертёж

3. Произвести необходимые расчёты и вычисления

4. Распределить отдельные части проекта между студентами

5. Создать список материалов и инструментов

6. Собрать отдельные части машины и произвести пробные запуски

7. Проанализировать результаты и исправить ошибки

8. Объединить части и произвести итоговое тестирование

9. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

Группа 13131/9

• Бирюков Максим
• Виноградов Валентин
• Воронин Владимир
• Горовиц Борис
• Жунусов Мурат
• Кораблин Вячеслав
• Кочкина Анна
• Меркулов Василий
• Михайлов Кирилл
• Симанушкина Анастасия
• Чумаков Иван
• Шамсиева Диана
• Шеремет Анастасия

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Запуск домино, толкающих шарик
2. Шарик падает в тележку
3. Тележка скатывается по наклонной плоскости и заезжает на вращающуюся пластину
4. Пластина вращает вторую пластину
5. Шарик скатывается с пластины и падает
6. Шарик скатывается по желобку, попадает в коробку и толкает другой шарик
7. Шарик скатывается с наклонной плоскости и толкает домино
8. Домино толкает тележку
9. Тележка скатывается по наклонной плоскости и пережигает нитку
10. Запускается маятник, толкающий брусок
11. Брусок толкает шарик
12. Шарик съезжает по желобку и толкает домино
13. Домино толкает яйцо
14. Яйцо падает, разбивается на сковороде

Материалы и предметы для создания проекта

• Фанера 3 мм и 5 мм
• Бруски 30×40
• Картон
• Медный провод
• Короб для проводов
• Бечевка
• Медная проволока
• Конструктор металлический
• Скотч
• Саморезы
• Деревянные шпажки
• Клей ПВА
• Бутылки пластиковые
• Лезвия канцелярского ножа
• Горячий клей
• Пеноплэкс
• Уголки
• Воск
• Бумага
• Домино
• Металлические шары
• Яйцо
• Коробки
• Свеча
• Сковородка

Инструменты для создания проекта

• Шуруповёрт
• Лобзик
• Пила
• Отвёртки
• Пистолет для горячего клея
• Шкурка
• Нож канцелярский
• Струбцина
• Зажигалка
• Сверлильный станок

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникшие проблемы	Выполненная работа
07.03.19	Определить цели и задачи проекта	-	Определена основная цель и выбрана последовательность действий машины
21.03.19	Разработка чертежа	-	Создан примерный чертеж машины
04.04.19	Разделение проекта на подзадачи	-	Выявлены основные части, из которых состоит машина
06.04.19	Произвести расчеты	Отсутствие некоторых данных о параметрах машины	Составлены примерные расчеты
10.04.19	Создать список необходимых материалов	Ограниченность бюджета. Несоответствие финансовых возможностей потребностям	Пересмотр идеи и внесение изменений в план действий
11.04.19	Поиск необходимых материалов	Отсутствие понимания об инструментах, необходимых в процессе работы	Составлен итоговый список материалов, получено разрешение на пользование ресурсами Фаблаба
16.04.19	Продолжение расчетов	Малое количество знаний в области теоретической механики	Закончен поиск необходимой информации
18.04.19	Первичный сбор частей машины	Несоответствие теоретических и практических данных	Произведен перерасчет
24.04.19	Оценка данных, полученных на предыдущих этапах работы	-	Проанализирована работа, внесены изменения
26.04.19	Начало сборки	Отсутствие понимания у людей, что необходимо делать каждому	Разделение группы на две бригады
06.05.19	Продолжение сборки	-	Определено то, что осталось сделать
08.05.19	Окончательная сборка и начало тестирования	Работа некоторых частей машины не соответствует ожиданиям	Изменены некоторые моменты проекта
14.05.19	Итоговое тестирование	-	Подведены итоги
18.05.19	Сформировать группу людей, ответственных за создание вики-страницы проекта	-	Группа сформирована

Расчеты элементов проекта

• Расчет скорости движения костяшки домино (Симанушкина Анастасия)

Расчет скорости движения костяшки домино

• Расчет импульса, который передает свободно падающая костяшка домино тележке (Шеремет Анастасия)

Расчет импульса, который передает свободно падающая костяшка домино тележке

• Расчет ускорения и начальной скорости тележки, падающей на вращающиеся платформы (Жунусов Мурат)

Расчет ускорения и начальной скорости тележки, падающей на вращающиеся платформы

• Расчет расстояния от центра платформы, на которое нужно поместить монету для уравновешивания шарика (Виноградов Валентин)

Расчет расстояния от центра платформы, на которое нужно поместить монету для уравновешивания шарика

• Расчет импульса, передаваемого шариком, катящегося по наклонной плоскости в коробку, а затем по прямой плоскости внутри коробки, шарику, находящемуся в коробке (Меркулов Василий)

Расчет импульса, передаваемого шариком, катящегося по наклонной плоскости в коробку, а затем по прямой плоскости внутри коробки, шарику, находящемуся в коробке

• Расчёт конечного импульса шарика, съезжающего с наклонной поверхности, необходимого для запуска цепной реакции домино (Кораблин Вячеслав)

Расчёт конечного импульса шарика, съезжающего с наклонной поверхности, необходимого для запуска цепной реакции домино

• Расчёт импульса последней костяшки домино, передаваемый тележке (Чумаков Иван)

Расчёт импульса последней костяшки домино, передаваемый тележке

• Расчёт расстояния, которое проедет тележка после скатывания с горки (Бирюков Максим)

• Расчет скорости движения висящего на нити шарика (Кочкина Анна)

Расчет скорости движения висящего на нити шарика

• Расчет скорости шарика (Шамсиева Диана)

Расчет скорости шарика

• Расчёт скорости падения последней костяшки домино по углу ее падения (Горовиц Борис)

Расчёт скорости падения последней костяшки домино по углу ее падения

• Расчет импульса шарика, скатывающегося с наклонной плоскости, для столкновения с домино, которые столкнут яйцо на сковородку

Расчет импульса шарика, скатывающегося с наклонной плоскости, для столкновения с домино, которые столкнут яйцо на сковородку

• Падение яйца. Расчёт силы, импульса и давления (Михайлов Кирилл)

Падение яйца. Расчет силы, импульса и давления

Результаты по проекту

В ходе создания машины Голдберга были изучены и продемонстрированы многие основные законы теоретической механики. В частности, изучены разделы: статика твёрдого тела, связи и их реакции, моменты сил, кинематика твёрдого тела. Созданная машина Голдберга успешно выполняет поставленную задачу, используя сложную, последовательную цепочку действий.

Видео запуска машины Голдберга.

Литература и ссылки

1. Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи
2. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
3. Как создать машину Руба Голдберга самому
4. Краткая теория по теоретической механике
5. Машина Голдберга
6. Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit
7. Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit
8. 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