Fernbedienungs-Kollektor Auto-Lasers chneid projekt mit Laser Maker

In diesem STEAM-Robotik-und Mechanismus projekt rüsten die Schüler eine grundlegende fern gesteuerte Fahrzeug karosserie mit Laser Maker in ein Sammler auto auf. Die Lektion verbindet die Modifikation des Roboter chassis, die Montage des TT-Motors, das Design der Einst eck-und Zapfen halterung, die Modellierung von Geweih haken, die B-Spline-Kurven, die Knoten bearbeitung, die Verkabelung, das Lasers ch neiden und die praktische Montage.

1. Lektion Übersicht

1.1 Projekt ziel

Die Schüler entwerfen einen Kollektor mechanismus für ein fern gesteuertes Fahrzeug. Sie werden eine Motor halterung, einen Halterung verriegelung stift, ein nach vorne gerichtes Geweih, ein horizontales Geweih und eine modifizierte Fahrgestell dachplatte mit Motor halterung und einem Verdrahtung sloch herstellen. Nach dem Lasers ch neiden montieren sie den Mechanismus und testen, ob der Geweih haken Zielobjekte sammeln kann.

1.2 Empfohlene Verwendung im Klassen zimmer

2. Lernziele

2.1 Was die Schüler lernen werden

2.2 STEAM Skills entwickelt

2.3 Ver antwort liche Herstellung

Die Schüler sollten angetriebene Fahrzeug aufsätze unter Anleitung des Lehrers oder des Labor leiters testen. Halten Sie Hände, lose Drähte und kleine Teile während des Betriebs vom rotierenden Geweih haken und dem sich bewegenden Fahrzeug fern.

3. Real-World Kontext: Vom Basic Chassis zum Collector Car

Viele Roboter verwenden dasselbe mobile Chassis mit unterschied lichen Aufgaben anhängen. Ein Basis fahrzeug kann zu einem Sammler, Kipper, Kran oder einem anderen aufgaben basierten Roboter werden, indem der oben montierte Mechanismus geändert wird.

In dieser Lektion soll das Sammler auto hohle würfel förmige Energie steine sammeln. Ein TT-Motor dreht einen geweih förmigen Haken, damit sich das Fahrzeug während der Bewegung an den Steinen fests etzen kann.

4. Material-und Teile planung

4.1 Material liste

Das Basis chassis wird aus dem vorherigen Fahrzeug karosserie projekt wieder verwendet. Die neue laser geschnittene Arbeit konzentriert sich haupt sächlich auf die Motor halterung, die Stifte, die Geweih teile und die modifizierte Dach platte des Fahrgestells.

4.2 Liste der strukturellen Teile

Das Sammler auto ist in vier Haupt funktions gruppen organisiert.

5. Unterrichts verfahren

5.1 Ziehen Sie die Motor halterung

Der Sammel mechanismus verwendet einen TT-Motor als Stromquelle. Die erste Aufgabe besteht darin, eine Halterung zu entwerfen, die den Motor sicher auf der Dach platte des Fahrgestells halten kann.

Öffnen Sie Laser Maker, wählen Sie die TT Motor-Grafik aus der Open-Source Robotics-Bibliothek aus und ziehen Sie sie auf die Leinwand. Gruppieren Sie die Motor grafik und überprüfen Sie ihre Größe. Im Quell workflow ist die TT-Motor grafik 70,13mm breit und 22,30mm hoch, sodass der Motor halterung körper für den Abstand auf 72mm breit und 22,30mm hoch eingestellt ist.

Zeichnen Sie ein 72mm x 22,30mm großes Rechteck für den Hauptkörper der Motor halterung. Richten Sie die TT-Motor grafik in der Mitte auf dieses Rechteck aus, sodass die Montage positionen mit dem Motor übereinstimmen.

Um die Halterung am Chassis zu befestigen, fügen Sie einen Tenon und einen Durchgangs zanton schlitz hinzu. Zeichnen Sie ein Rechteck von 40x9mm für den Halterung tenon, richten Sie es an der Unterkante des Halterung körpers aus und zentrieren Sie es vertikal.

Zeichnen Sie ein 20x3mm großes Rechteck als Durchgangs zapfen. Richten Sie es in der Mitte des Halterung tenons aus. Wählen Sie dann den Halterung körper und den Zhon aus und verwenden Sie Union, um sie in die Form der Motor halterung zu integrieren.

Um die Schneide effizienz und das Erscheinung sbild zu verbessern, entfernen Sie die Gruppe der TT-Motor grafik und behalten Sie nur die erforderlichen Montage informationen bei. Löschen Sie redundante Umrisse, Löcher und Kreise. Da das Halterung design zwei Teile verwendet, duplizieren Sie die Halterung.

5.2 Ziehen Sie die Halterung verriegelung

Die Motor halterung verwendet einen Durchgangs zapfen und einen Stift, um die Halterung am Chassis zu verriegeln. Der Stift kopf muss etwas größer sein als der Einst eck. Im Quell workflow wird die Stift kopf breite auf 20,4mm eingestellt.

Zeichnen Sie ein Rechteck von 20,4x6mm für den Stift kopf und ein Rechteck von 30x6mm für den Stift griff. Richten Sie den Griff unter dem Stift kopf aus und zentrieren Sie ihn horizontal. Tragen Sie eine abgerundete Ecke von 2mm auf den Stift kopf auf, damit er leichter eingesetzt werden kann.

Um die Dichtheit zu verringern, fügen Sie dem Stift kopf drei vertikale Schlitze hinzu. Verwenden Sie das Linien werkzeug, um eine vertikale Linie von 6mm zu zeichnen, und verwenden Sie dann ein rechteckiges Array mit 3 horizontalen Linien und 8mm Abstand. Richten Sie die Schlitz linien am Stift kopf aus, verschmelzen Sie den Stift kopf und den Griff mit Union und duplizieren Sie den fertigen Stift so, dass zwei Stifte vorhanden sind.

5.3 Zeichnen Sie die vorwärts gerichteten Geweihe

Der geweih förmige Haken soll die Energie steine auffangen. Das nach vorne gerichtete Geweih umfasst einen Griff mit einem TT-Motorwellen loch und einer gebogenen Geweih form.

Schalten Sie das Raster werkzeug ein. Zeichnen Sie ein 90x20mm großes Rechteck für den Geweih griff. Wählen Sie im Abschnitt Open-Source-Roboter die Grafik des TT-Motor lochs aus, platzieren Sie sie auf der linken Seite des Rechtecks und richten Sie sie vertikal aus.

Verwenden Sie das B-Spline-Werkzeug, um das gebogene hand geformte Geweih zu zeichnen. Klicken Sie auf Punkte auf der Leinwand, um die ungefähre Form zu erstellen, und schließen Sie dann die Kurve. Verwenden Sie Bearbeitungs knoten, um Knoten positionen und Tangenten anzupassen, bis die Kurve glatter ist.

Schalten Sie das Raster werkzeug aus. Wählen Sie das Griff rechteck und die gebogene Geweih form aus und verwenden Sie dann Union, um sie zusammen zuführen. Wenden Sie eine abgerundete Ecke von 10mm auf die beiden linken Ecken an, damit das Geweih während der Drehung weniger wahr schein lich auf das Basis gehäuse trifft.

5.4 Zeichne das horizontale Geweih

Ein einzelnes nach vorne gerichteter Geweih kann den Energie stein einhaken, bietet jedoch möglicher weise nicht genügend Stabilität. Das Hinzufügen eines horizontalen Geweihs zwischen den beiden nach vorne gerichteten Geweihen verbessert die Struktur, verhindert, dass der Stein in Richtung Motor fällt, und hält die Sammel aktion zuverlässiger.

Verwenden Sie das B-Spline-Werkzeug, um eine Geweih form zu zeichnen, und verwenden Sie dann Edit Nodes, um die Kurve zu glätten. Im Quell-Workflow ist das Geweih auf 64mm breit und 31mm hoch eingestellt. Duplizieren Sie es, richten Sie die Kopie horizontal mit dem Original aus und verwenden Sie Union, um die beiden Formen zu einem horizontalen Geweih zusammen zuführen.

5.5 Fügen Sie dem Geweih Cross-Tenon-Funktionen hinzu

Um die Geweihs truktur zu stabilisieren, fügen Sie Kreuz zelten merkmale hinzu, damit das nach vorne gerichtete Geweih und das horizontale Geweih ineinander greifen können.

Zeichnen Sie ein 2,85mm x 10mm großes Rechteck als einen Einst eck. Verwenden Sie ein rechteckiges Array mit 2 horizontalen Kopien und einem horizontalen Abstand von 25,5mm, um zwei Einst ecken für das horizontale Geweih zu erstellen. Bewegen Sie sie an geeignete Positionen, richten Sie sie aus und verwenden Sie Difference, um die Einst eck stücke zu erstellen.

Zeichnen Sie ein Rechteck von 2,85x10mm auf das nach vorne gerichtete Geweih und verwenden Sie Difference, um den passenden Einst eck zu erstellen. Duplizieren Sie das fertige nach vorne gerichtete Geweih, sodass die endgültige Struktur zwei nach vorne gerichtete Geweihe und ein horizontales Geweih enthält.

5.6 Ändern Sie die Dach verkleidung des Basis chassis

Die neue Motor halterung muss an der Dach platte des Basis fahrgestells montiert werden, daher sollten die Schüler der Dach platte Halterung und ein Verdrahtung sloch hinzufügen.

Die Motor halterung Zapfen ist 40mm breit und 9mm hoch. Da das Linde sperrholz 3mm dick ist, zeichnen Sie ein 40x3mm großes Rechteck für den passenden Einst eck. Da die Dicke des TT-Motors 19,5mm beträgt, verwenden Sie ein rechteckiges Array, um das passende Paar von Einst ecken zu erstellen.

Drehen Sie die Einst eck ten um 90 Grad und platzieren Sie sie in der Nähe der Oberkante der Dach platte. Richten Sie sie vertikal in der Mitte aus und erhöhen Sie dann die Y-Koordinate um 15mm, um die Einst ecken nach unten in die endgültige Position zu bewegen.

Da sich der TT-Motor mit Geweih über dem Chassis befindet, fügen Sie ein Verdrahtung sloch hinzu, damit der Motor an die OSROBOT-Steuer platine anges ch lossen werden kann. Zeichnen Sie ein 8x6mm großes Rechteck und richten Sie es in der Mitte auf der Oberseite aus.

Nachdem die Motor halterungen, Stifte, Geweihe und die modifizierte Dach platte abgeschlossen sind, ordnen Sie das endgültige Layout für die Laser bearbeitung an.

6. Laser-Verarbeitung

6.1 Set Umriß-und Schnitt parameter

Nachdem Sie die Zeichnung abgeschlossen haben, stellen Sie die Laser verarbeitung parameter ein. Der Quell-Workflow verwendet das skizzieren von Objekten mit roter Ebene und das Ausschneiden von Objekten mit schwarzer Ebene.

6.2 Beginnen Sie mit der Fertigung

Schalten Sie die Lasers chneid maschine und den Lasersc halter ein. Wenn die Schaltfläche Start Manufac turing fertig ist, laden Sie die Zeichnung auf die Lasers chneid maschine hoch und beginnen Sie mit dem Schneiden von der Maschinen platte.

7. Verdrahtung und Montage

Identifizieren Sie nach dem Lasers ch neiden die neuen Mechanismus teile vor der Montage.

7.1 Schaltung Verdrahtung

Damit das Kollektor fahrzeug ordnungs gemäß funktioniert, schließen Sie den TT-Motor, der die Geweih drehung antreibt, gemäß dem Schaltplan an die Steuer platine an.

7.2 Strukturelle Montage

Suchen Sie zunächst die neue Dach platte des Basis fahrwerks und die Teile der Motor halterung. Bauen Sie den TT-Motor und die Motor halterung zusammen, installieren Sie die Motor halterung auf der Dach platte und sichern Sie die Halterung mit einem Stift.

Entfernen Sie die Dach platte des ursprünglichen Basis fahrwerks, verbinden Sie den TT-Motor mit Geweih antrieb mit der Steuer platine und installieren Sie die neue Dach platte. Suchen Sie dann die Geweih teile, befestigen Sie das vertikale Geweih am TT-Motor und befestigen Sie das horizontale Geweih am vertikalen Geweih.

8. Testen, Debuggen und Verbessern

9. fertiges Projekt und Reflexion

Nach dem Entwurf, der Laser bearbeitung, der Verkabelung und der Montage vervollständigen die Schüler ein fern gesteuertes Kollektor auto. Das Projekt bietet den Schülern praktische Erfahrungen mit der Modifikation von Roboter-Chassis, motorisierten Anbaugeräten, B-Spline-Zeichnen, Knoten bearbeitung, Einst eck-und Zapfen montage und funktionalem Mechanismus design.

10. Verlängerung Herausforderung

Das Sammler auto verwendet einen einfachen rotierenden Geweih haken, um Energie steine zu sammeln. Als Erweiterungs herausforderung können die Schüler die Haken form neu gestalten, den Geweih winkel ändern, die Motor geschwindigkeit anpassen oder ein anderes Sammel werkzeug für einen anderen Objekt typ erstellen.

Die Schüler können auch vergleichen, wie sich verschiedene Haken formen auf den Erfolg der Sammlung, die Stabilität und die Leichtigkeit der Freigabe des Objekts nach dem Sammeln auswirken.

11. Ausrüstung hinweis für Lehrer

Dieses Projekt eignet sich für Lasers ch neider im Klassen zimmer, die das Schneiden und skizzieren von Blatt materialien für kleine Robotik-und Mechanismus projekte unterstützen. Für Schulen, Makers laces und STEAM-Labors für Anfänger können Projekte wie Sammler autos, Roboter anbaugeräte, Motor halterungen und Verbesserungen von laser geschnittenen Mechanismen mit einem Lasers ch neider wie dem abgeschlossen werdenDonner Laser Bolt Serie.

Die Lehrer können den Maschinen-und Material aufbau basierend auf dem Unterrichts raum, der Material dicke, den elektronischen Komponenten, der Freigabe von beweglichen Teilen und den Lernzielen auswählen. Der gleiche LaserMaker-Workflow kann auch für andere CO2-Lasermaschinen angepasst werden, wenn die Schüler zu fortschritt lic heren Roboter aufsätzen oder aufgaben basierten Wettbewerbs fahrzeugen übergehen.