Участник:90009 ICE

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

Актуальность

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

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

Задачи проекта

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

Группа 3130801/90009

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

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

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

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

• Лобзик электрический
• Напильник ручной
• Шуруповерт

Этапы создания проекта

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

• Расчет ускорения шарика, двигающегося по наклонной плоскости (Кашин Г.И.)

Задача №1 (Кашин Г.И.)(

• Расчет силы натяжения нити, удерживающей плечо рычага с перчаткой (Жукова А.А.)

Задача №2 (Жукова А.А.)

• Расчет скорости шариков при вылетел из желоба (Свиридова С.Я.)

Задача №3 (Свиридова С.Я.)

• Расчет силы, действующей на первое домино, достаточной для ее падения (Поздяков И.В.)

Задача №4 (Поздяков И.В.)

• Расчёт линейной скорости для вращающегося элемента с иглой (Кушнёва Е.С.)

Задача №5 (Кушева Е.С.)

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.

Запуск машины Голдберга

Литература и ссылки

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