Участник:90009 ICE

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск

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.)


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


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


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


  • Задача 5 (Кушнёва 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