Машина Голдберга, включающая два светодиода
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».
Содержание
Описание
Актуальность
Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться использовать оборудование для цифрового производства DFKit, а именно ЧПУ лазерный станок, программировать контроллеры Arduino, а так же научиться нестандартно использовать подручные материалы.
Цель проекта
Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, станет механизмом запуска двух светодиодов.
Задачи проекта
- Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
- Создать схему машины Голдберга
- Подобрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из предложенных на конкурсе
- Произвести необходимые расчеты
- Сделать отдельные части проекта
- Собрать машину Голдберга
- Произвести пробные запуски и устранить недочеты
- Произвести показательный запуск машины Голдберга
- Снять результат на видео
- Создать вики-страницу проекта
Проектная команда
Группа 3532704/80001
- Верзунов Константин
- Федотовских Евгений
- Белый Александр
- Березовский Кирилл
- Кисляков Георгий
Работа по проекту
Действия, выполняемые машиной Голдберга
- Включается контроллер Arduino
- Горящая свечка сжигает нить, держащую маятник
- Запускается маятник
- Маятник сбивает домино
- Цепная реакция домино доходит до двух небольших самодельных машинок
- Машинки катятся по деревянной горке
- Машинки ударяются о выключатель
- Включаются два светодиода
Материалы и предметы для создания проекта
- Резиновый мячик
- Тележка
- Свечка
- Фанера
- Палки
- Доски
- Клей
- Веревка
- Гвозди
- Саморезы
- Гайки
Инструменты для создания проекта
- ЧПУ лазерный станок DFKit
- 3D принтер DFKit
- Электроинструмент
- Ручной инструмент
- Контроллер Arduino
Этапы создания проекта
| Срок | Задача | Возникающие проблемы | Что сделано к сроку |
|---|---|---|---|
| 26.09.19 | Определить последовательность действий машины Голдберга | Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. | Определена основная последовательность. |
| 03.10.19 | Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга | С трудом пришли к консенсусу. | Определена последовательность, сделан набросок действий. |
| 10.10.19 | Найти материалы для проекта | Материалы было решено искать в ФАБЛАБе | Необходимые материалы были найдены. |
| 17.10.19 | Найти предметы и инструменты для проекта | В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д. | Было найдено все необходимое. |
| 24.10.19 | Разбор этапов для расчетов | Сложности в определении предмета расчета | Начали решать проблему с расчетами. |
| 31.10.19 | Начало расчетов | Возникли проблемы с решением задач | Определились до конца с расчетами. Разделили задания по группам. |
| 07.11.19 | Продолжение расчетов | Трудности с определением, какие законы необходимо применять | Выполнили часть расчетов. |
| 14.11.19 | Анализ этапов | Время горения нити было тяжело определить | Решили определить опытным путем |
| 21.11.19 | Закончить расчеты | Сложности в подведении итогов расчетов | Решили все задачи, выполнили все расчеты. |
| 28.11.19 | Создать схему | Понять, как лучше распределить этапы | Распределили этапы по группам. Каждая группа сделала чертеж своего этапа. Объединили все части в единое целое. |
| 05.12.19 | Построить всю машину и собрать ее | Подходящие инструменты не могли найти | Разделили работу по группам. Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось. |
| 12.12.19 | Собрать всё вместе. Сделать пробные запуски. | Первая попытка запуска оказалась не совсем удачной, так как не могли удачно поставить домино | Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках. |
| 19.12.19 | Монтирование видео. Презентация машины Голдберга | Долго монтировали видео | Видео готово к назначенному сроку |
| 24.12.19 | Создать вики-страницу проекта | Отсутствие знаний о создании вики-страниц | Результатом является данная страница |
Расчеты элементов проекта
- Расчет угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он сбил домино
- Расчет минимального импульса, который необходимо придать машинке на красной дорожке для начала ее движения
- Расчет минимального импульса, который необходимо придать машинке на зеленой дорожке для начала ее движения
- Расчёт скорости движения машинки с горки
Результаты проекта
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: нажимает на кнопку для запуска видео. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Вычисления немного подвели: пришлось исправлять высоту и длину некоторых конструкций. Возможно, если потестировать побольше, выявились бы еще несовершенства.
Видео запуска машины Голдберга.
Литература и ссылки
- Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи
- Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
- Как создать машину Руба Голдберга самому
- Краткая теория по теоретической механике
- Машина Голдберга
- Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit
- Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit
- 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
