Машина Голдберга, доставляющая корм Собаке — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Расчеты элементов проекта)
(→‎Расчеты элементов проекта)
 
(не показаны 4 промежуточные версии 1 участника)
Строка 20: Строка 20:
 
===Проектная команда===
 
===Проектная команда===
 
'''Группа 13131/11'''
 
'''Группа 13131/11'''
−
* Ревко Валерия
+
* Миша Дурново
−
* Холодаев Тигран
+
* Ира Михайлова
−
* Синяк Елизавета
+
* Миша Груничев
−
* Лебедева Ирина
+
* Андрей Анисимов
−
* Непряхина Юлия
+
* Аня Гавриченко
−
* Васильев Дмитрий
+
* Ксения Кожевникова
−
* Щедрин Виктор
+
* Данила Горянин
−
* Коржова Елена
+
* Михаил Левит
−
* Журавлева Алина
+
* Никита Резанов
−
* Елисеева Анна
+
* Настя Шклярова
−
* Орысюк Виталий
+
* Александр Кальмбах
−
 
 
 
==Работа по проекту==
 
==Работа по проекту==
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
  
 
[[File:2eo6hrvguyI.jpg|thumb|right|Схема устройства машины Голдберга, доставляющая корм Собаке]]
 
[[File:2eo6hrvguyI.jpg|thumb|right|Схема устройства машины Голдберга, доставляющая корм Собаке]]
−
# Толчок двух шариков (малого и большого) молоточком.
+
# Запускаем шарик который скатывается по 3 книгам разной высоты
−
# Передвижение шариков по плоскости до нулевой конечной скорости
+
# Шарик, падая с последней книги, попадает в воронку, по которой скатывается на наклонную поверхность
−
# Выпадение малого шарика на наклонную поверхность, качение по ней, падение на пробел и включение музыки.
+
# На наклонной поверхности стоит машинка, на которую падает шарик и запускает её
−
# Выпадение большого шарика на наклонную поверхность, качение по ней, падение в корзину.
+
# Машинка съезжает и толкает нижний конец палки, удерживающей с помощью привязанной к ней нити шарик
−
# Корзина с шариком высвобождают маятник.
+
# Верхний конец данной палки дергает нить, из за этого шарик № 2 начинает движение
−
# Маятник толкает домино.
+
# Шарик №2 скатывается по наклонной плоскости и попадает в стакан
−
# Задействуется принцип работы домино.
+
# Стакан с шариком скатывается по наклонной поверхности и ударяется о преграду
−
# Толчок шарика, прикрепленного к ножницам.
+
# Шарик выпадает из стакана и сбивает домино
−
# Толчок шарика маятником.
+
# Цепная реакция домино приводит к падению со стола последней костяшки домино, к которой привязаны бусы
−
# Проход шарика по трубе.
+
# Бусы тоже падают, утягивая за собой брусочек, удерживающий «качалку», на другой стороне которой находится корм
−
# Скатывание шарика к машинке.
+
# Корм перевешивает и скатывается в миску
−
# Толчок машинки.
+
# Мопс получает корм
  
 
===Материалы и предметы для создания проекта===
 
===Материалы и предметы для создания проекта===
Строка 68: Строка 67:
 
===Инструменты для создания проекта===
 
===Инструменты для создания проекта===
 
* ЧПУ лазерный станок DFKit
 
* ЧПУ лазерный станок DFKit
−
* Электрический лобзик
+
* Электроинструмент
−
* Сверлильный станок
+
* Ручной инструмент
−
* Лобзик
 
−
* Молоток
 
−
* Шуруповерт
 
−
* Ножовка по дереву
 
−
* Пистолет для горячего клея
 
  
 
===Этапы создания проекта===
 
===Этапы создания проекта===
Строка 84: Строка 78:
 
|'''Что сделано к сроку'''
 
|'''Что сделано к сроку'''
 
|-
 
|-
−
| 21.02.2019
+
| 21.02.19
 
| Определить последовательность действий машины Голдберга
 
| Определить последовательность действий машины Голдберга
 
| Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам
 
| Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам
 
| Определена основная последовательность
 
| Определена основная последовательность
 
|-
 
|-
−
|7.03.2019
+
| 01.03.19
−
| Окончательная последовательность действий для машины Голдберга
+
| Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга
−
| С трудом пришли к консенсусу
+
| Некоторые этапы вызывали разногласия
−
| Сделаны первые зарисовки последовательности действий в Paint
+
| Определена последовательность
 +
|-
 +
|07.03.19
 +
| Создать схему машины Голдберга. Определиться с материалами для работы
 +
| Разногласия по поводу, из какого материала лучше конструировать
 +
| Создана схема. Написан список того, что необходимо принести к следующей встрече
 
|-
 
|-
−
| 21.03.2019
+
| 21.03.19
−
| Найти материалы для проекта
+
| Найти предметы и инструменты для проекта. Создать необходимые чертежи деталей, которые нужно было вырезать из фанеры
−
| Материалы было решено искать среди остатков от производства, а также купить в специализированных магазинах
+
| Покупка нужной фанеры
−
| Необходимые материалы были найдены
+
| Было найдено почти все необходимое. Чертежи созданы
 
|-
 
|-
−
| 4.04.2019
+
| 04.04.19
−
| Найти предметы и инструменты для проекта
+
| Вырезать из фанеры детали
−
| С этим проблем не возникло. В ФабЛабе есть необходимые инструменты, такие как ЧПУ лазерный станок DFKit
+
| С этим проблем не возникло. В ФабЛабе есть все необходимые инструменты
−
| Было найдено все необходимое
+
| Все необходимое было вырезано
 
|-
 
|-
−
| 16.04.2019
+
| 11.04.19
 
| Разбор этапов для расчетов
 
| Разбор этапов для расчетов
 
| Сложности в определении задачи в целом
 
| Сложности в определении задачи в целом
 
| Начали решать проблему с расчетами
 
| Начали решать проблему с расчетами
 
|-
 
|-
−
| 18.04.2019
+
| 18.04.19
−
| Начало расчетов
+
| Анализ этапов
−
| Возникли проблемы с решением задач
+
| Реализация этапа со спинерами оказалась сложной
−
| Определились до конца с расчетами
+
| Решили заменить спинеры на фонтанирующие бусы и качели.
−
|-
 
−
| 25.04.2019
 
−
| Написали электронное письмо с просьбой о подготовке необходимого нам материала
 
−
| Неправильно указали единицы измерения
 
−
| Работники в ФабЛабе быстро сориентировались и в итоге выпилили нам необходимый материал
 
−
|-
 
−
| 1.05.2019
 
−
| Создание зарисовок машины на фанере
 
−
| Понять, как лучше распределить этапы
 
−
| Распределили этапы по группам. Каждая группа сделала чертеж своего этапа. Объединили все части в единое целое
 
−
|-
 
−
| 6.05.2019
 
−
| Потеря фанеры в ФабЛабе
 
−
| Восстановление зарисовок по памяти
 
−
| Изменили некоторую последовательность действий в машине из-за смены фанеры (размеры были отличны от первоначальной)
 
−
|-
 
−
| 7.05.2019
 
−
| Закрепление деревянных конструкций к фанере, создание крепежных систем из деревянного бруска
 
−
| Проблем не возникло
 
−
| Все конструкции были прикреплены, включая молоток
 
−
|-
 
−
| 15.05.2019
 
−
| Необходимо создание перегородок
 
−
| Необходим был пенопласт
 
−
| Покупка клея и поиск необходимого пенопласта. Решение проблем с перегородками
 
 
|-
 
|-
−
| 16.05.2019
+
| 25.04.19
−
| Создание маятников
+
| Закончить расчеты
−
| Материал, из которого должны были быть маятники был непонятен (металл или полибутадиеновый каучук–попрыгунчик)
+
| Сложности в подведении итогов расчетов
−
| Сошлись на участии и того, и другого материала в процессе создания машины
+
| Выполнили расчеты
 
|-
 
|-
−
| 17.05.2019
+
| 30.04.19
−
| Подключение к машине ноутбука
+
| Скрепить вырезанные детали
−
| Шарик был лёгкий и пролетал по клавиатуре, не нажимая «пробел»
+
| Отсутствие навыков работы с инструментами.
−
| Сделаны необходимые перегородки
+
| Детали скреплены
 
|-
 
|-
−
| 19.05.2019
+
| 07.05.19
−
| Сбор машины
+
| Сделать качели, выставить книги под нужными углами, прикрепить воронку
−
| Недоработка некоторых действий в конце
+
| Отсутствие навыков работы с инструментами
−
| Замена некоторых конечных действий на новые
+
| Задачи выполнены
 
|-
 
|-
−
| 21.05.2019
+
| 10.05.19
−
| Монтирование видео. Испытания машины Голдберга
+
| Собрать все части вместе. Сделать пробные запуски
−
| Первые разы были насовсем удачные, после исправили некоторые недочеты
+
| Первые запуски были не очень удачны. Появились трудности на этапе с машинкой
 
| Возникающие трудности были решены
 
| Возникающие трудности были решены
 
|-
 
|-
−
| 25.05.2019
+
| 30.05.19
 
| Создать вики-страницу
 
| Создать вики-страницу
−
| Прокрастинация
+
| Отсутствие знаний о создании вики-страниц
 
| Результатом является данная страница
 
| Результатом является данная страница
 
|}
 
|}
−
 
  
 
==Расчеты элементов проекта==
 
==Расчеты элементов проекта==
−
*1  Толчок двух шариков (малого и большого) молоточком
+
*1  Задача по определению материала шарика - Миша Дурново
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
−
[[File:Аня.jpg|thumb|center|Толчок двух шариков (малого и большого) молоточком]]
+
[[File:Screenshot 2.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
  
−
*2 Передвижение шариков по плоскости до нулевой конечной скорости
+
*2 Задача по нахождению конечной скорости шарика - Ира Михайлова
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Тигран.jpg|thumb|center|Передвижение шариков по плоскости до нулевой конечной скорости]]
+
[[File:Screenshot33.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*3 Выпадение малого шарика на наклонную поверхность, качение по ней, падение на пробел и включение музыки
+
*3 Задача по нахождения минимального диаметра воронки - Андрей Анисимов
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 +
[[File:Screenshot5.jpg]]
  
 +
</div>
 +
</div>
  
 +
*4 Задача по нахождению скорости машинки в конце наклонной плоскости - Аня Гавриченко
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:Screenshot 66.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*4 Выпадение большого шарика на наклонную поверхность, качение по ней, падение в корзину
+
*5 Задача по нахождению расстояния, на которое сдвигается резинка, чтобы шарик из следующего этапа начал свое движение -
 +
Ксения Кожевникова
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Лена.jpg|thumb|center|Выпадение большого шарика на наклонную поверхность, качение по ней, падение в корзину]]
+
[[File:Img1-lq3X8bmB5XCLm.jpg]]
 +
 
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*5 Корзина с шариком высвобождают маятник
+
*6 Задача по определению импульса, который шарик передаст стакану - Данила Горянин
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Лера.jpg|thumb|center|Корзина с шариком высвобождают маятник]]
+
[[File:Screenshot9.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*6 Маятник толкает домино
+
*7 Задача по определению угла наклона стакана из экспериментальных данных - Михаил Левит
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Юля.jpg|thumb|center|Маятник толкает домино]]
+
[[File:77.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*7 Принцип работы домино и толчок шарика, прикрепленного к ножницам
+
*8 Задача по определению скорости, с которой стакан с шариком стукнется об блок - Миша Груничев
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Дима.jpg|thumb|center|Принцип работы домино и толчок шарика, прикрепленного к ножницам]]
+
[[File:Screenshot12.jpg]]
 +
 
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*8 Толчок шарика маятником
+
*9 Задача по нахождению скорости вылета шарика из стакана - Никита Резанов
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Ира.jpg|thumb|center|Толчок шарика маятником]]
+
[[File:99.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*9 Проход шарика по трубе
+
*10 Задача по нахождению максимальной массы бруска - Настя Шклярова
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Витя.jpg|thumb|center|Проход шарика по трубе]]
+
[[File:Screenshot15.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*10 Скатывание шарика к машинке
+
*11 Задача по нахождению импульса, который необходимо передать грузу на линейке - Александр Кальмбах
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Алина.jpg|thumb|center|Скатывание шарика к машинке]]
+
[[File:Screenshot16.jpg]]
 +
 
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
−
*11 Толчок машинки
+
*12 Определение максимального значения массы корма для мопса
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Виталик.jpg|thumb|center|Толчок машинки]]
+
[[File:Screenshot17.jpg]]
  
 
</div>
 
</div>

Текущая версия на 12:25, 14 июня 2019

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[править]

Актуальность[править]

Актуальность данного проекта заключается в том, что при конструировании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики, а само умение конструировать важно любому инженеру — это первый шаг на пути к будущей профессии.

Цель проекта[править]

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к доставке корма питомцу.

Задачи проекта[править]

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

Проектная команда[править]

Группа 13131/11

  • Миша Дурново
  • Ира Михайлова
  • Миша Груничев
  • Андрей Анисимов
  • Аня Гавриченко
  • Ксения Кожевникова
  • Данила Горянин
  • Михаил Левит
  • Никита Резанов
  • Настя Шклярова
  • Александр Кальмбах

Работа по проекту[править]

Действия, выполняемые машиной Голдберга[править]

Схема устройства машины Голдберга, доставляющая корм Собаке
  1. Запускаем шарик который скатывается по 3 книгам разной высоты
  2. Шарик, падая с последней книги, попадает в воронку, по которой скатывается на наклонную поверхность
  3. На наклонной поверхности стоит машинка, на которую падает шарик и запускает её
  4. Машинка съезжает и толкает нижний конец палки, удерживающей с помощью привязанной к ней нити шарик
  5. Верхний конец данной палки дергает нить, из за этого шарик № 2 начинает движение
  6. Шарик №2 скатывается по наклонной плоскости и попадает в стакан
  7. Стакан с шариком скатывается по наклонной поверхности и ударяется о преграду
  8. Шарик выпадает из стакана и сбивает домино
  9. Цепная реакция домино приводит к падению со стола последней костяшки домино, к которой привязаны бусы
  10. Бусы тоже падают, утягивая за собой брусочек, удерживающий «качалку», на другой стороне которой находится корм
  11. Корм перевешивает и скатывается в миску
  12. Мопс получает корм

Материалы и предметы для создания проекта[править]

  • Машинка
  • Воронка
  • Фанера
  • Доски
  • Клей
  • Крепежные уголки
  • Саморезы
  • Скотч
  • Мячики
  • Книги
  • Стакан
  • Линейка
  • Канцелярские резинки
  • Бусы
  • Домино

Инструменты для создания проекта[править]

  • ЧПУ лазерный станок DFKit
  • Электроинструмент
  • Ручной инструмент

Этапы создания проекта[править]

Срок Задача Возникающие проблемы Что сделано к сроку
21.02.19 Определить последовательность действий машины Голдберга Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам Определена основная последовательность
01.03.19 Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга Некоторые этапы вызывали разногласия Определена последовательность
07.03.19 Создать схему машины Голдберга. Определиться с материалами для работы Разногласия по поводу, из какого материала лучше конструировать Создана схема. Написан список того, что необходимо принести к следующей встрече
21.03.19 Найти предметы и инструменты для проекта. Создать необходимые чертежи деталей, которые нужно было вырезать из фанеры Покупка нужной фанеры Было найдено почти все необходимое. Чертежи созданы
04.04.19 Вырезать из фанеры детали С этим проблем не возникло. В ФабЛабе есть все необходимые инструменты Все необходимое было вырезано
11.04.19 Разбор этапов для расчетов Сложности в определении задачи в целом Начали решать проблему с расчетами
18.04.19 Анализ этапов Реализация этапа со спинерами оказалась сложной Решили заменить спинеры на фонтанирующие бусы и качели.
25.04.19 Закончить расчеты Сложности в подведении итогов расчетов Выполнили расчеты
30.04.19 Скрепить вырезанные детали Отсутствие навыков работы с инструментами. Детали скреплены
07.05.19 Сделать качели, выставить книги под нужными углами, прикрепить воронку Отсутствие навыков работы с инструментами Задачи выполнены
10.05.19 Собрать все части вместе. Сделать пробные запуски Первые запуски были не очень удачны. Появились трудности на этапе с машинкой Возникающие трудности были решены
30.05.19 Создать вики-страницу Отсутствие знаний о создании вики-страниц Результатом является данная страница

Расчеты элементов проекта[править]

  • 1 Задача по определению материала шарика - Миша Дурново

Screenshot 2.jpg

  • 2 Задача по нахождению конечной скорости шарика - Ира Михайлова

Screenshot33.jpg

  • 3 Задача по нахождения минимального диаметра воронки - Андрей Анисимов

Screenshot5.jpg

  • 4 Задача по нахождению скорости машинки в конце наклонной плоскости - Аня Гавриченко

Screenshot 66.jpg

  • 5 Задача по нахождению расстояния, на которое сдвигается резинка, чтобы шарик из следующего этапа начал свое движение -
Ксения Кожевникова

Img1-lq3X8bmB5XCLm.jpg

  • 6 Задача по определению импульса, который шарик передаст стакану - Данила Горянин

Screenshot9.jpg

  • 7 Задача по определению угла наклона стакана из экспериментальных данных - Михаил Левит

77.jpg

  • 8 Задача по определению скорости, с которой стакан с шариком стукнется об блок - Миша Груничев

Screenshot12.jpg

  • 9 Задача по нахождению скорости вылета шарика из стакана - Никита Резанов

99.jpg

  • 10 Задача по нахождению максимальной массы бруска - Настя Шклярова

Screenshot15.jpg

  • 11 Задача по нахождению импульса, который необходимо передать грузу на линейке - Александр Кальмбах

Screenshot16.jpg

  • 12 Определение максимального значения массы корма для мопса

Screenshot17.jpg

Результаты по проекту[править]

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: доставляет корм собаке. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Созданная нами модель наглядно демонстрирует основную идею-принцип действия машины Голдберга. На наш взгляд, конечный результат зачастую не так важен — интерес вызывает, скорее, наблюдение за этой цепочкой «событий».

Видео запуска машины Голдберга.

Ww3Q.gif

Литература и ссылки[править]

  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 ЧПУ лазерного станка DFKit
Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Машина_Голдберга,_доставляющая_корм_Собаке&oldid=53703»