Puente móvil: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Somos META_XIII, provenientes del Instituto Conjunto de la Universidad Jiao Tong de la Universidad de Michigan-Shanghai (JI). Este manual demostrativo está hecho para nuestro diseño de campo VG100, un puente móvil controlado por Arduino.

JI fue establecida conjuntamente en 2006 por dos universidades de primer nivel, UM y SJTU. JI lidera la cooperación educativa internacional en China, con estilos educativos estadounidenses y chinos. Está ubicado en el campus de Minhang de SJTU, al suroeste de Shanghai, donde se agrupan las empresas de tecnología.

Hay dos proyectos de cursos en VG100, los cuales requieren análisis, programación y cooperación. Este curso prepara a los estudiantes para ser ingenieros con 4 calificaciones que JI aprecia, Internacionalización, Interdisciplinariedad, Innovación y Calidad. En la competencia Project1, cada grupo debe construir "un puente móvil" con materiales específicos, y el desempeño del bridge el día del juego marca una gran diferencia en la calificación del curso.

El día del juego, los 19 grupos deben venir al laboratorio en el edificio JI y completar varias partes de las pruebas. La primera parte es la prueba de funcionamiento, donde los puentes deben poder detener los autos y luego abrirse para dejar pasar un barco. Completamos todo el proceso con éxito y obtuvimos la nota completa. La segunda parte de las pruebas son las pruebas de tamaño y carga. Se obtendrán más puntajes si el puente es más liviano y mejor para soportar la carga. Podríamos soportar 1 kg dentro de variables de forma de 2,83 mm. Nos ubicamos en el noveno lugar en términos de estética y en el octavo lugar en la prueba de peso.

Finalmente nuestro puente obtuvo la calificación de 76.7, ocupando el cuarto lugar.

Hay una versión corta de las reglas que se muestran a continuación:

A. Proceso de prueba de funcionamiento

una. Un coche A puede pasar el puente.

B. Cuando A todavía está en el puente, un gran barco C se acerca al puente desde abajo.

C. El puente puede detectar a C y levantarse después de que el automóvil A abandone el puente para dejar que C pase por debajo.

D. Después de que C pasa, el puente puede volver a la normalidad en 15 segundos.

B. Prueba de carga

Algunas pesas pequeñas se colocarán en el puente 100 g más cada vez. Se agregan pesos hasta 1 kg o hasta que la deflexión alcance los 4 mm y luego se registran los datos.

C. Prueba de tamaño

La masa total del puente (incluida la parte del circuito excepto las baterías) se registrará y se comparará con otros grupos.

Vínculos de video: ¡Haga clic aquí para disfrutar de nuestro video de bridge del día del juego!

Esperamos que la introducción pueda dejarle una impresión general sobre nuestro puente.

Paso 1: Diagrama de conceptos

Paso 2: análisis

Aquí hay algunas explicaciones para nuestro cálculo sobre las variables de forma del puente para que podamos diseñar una estructura extremadamente ligera que pueda soportar más peso en teoría.

Esta parte implica el conocimiento del análisis de fuerzas e integral. Esperamos que esto pueda ayudarlo a comprender el principio y aplicarlo a situaciones similares cuando construya su puente.

Paso 3: Lista de materiales:

** El precio del pegamento para madera, alambres de algodón, papel encerado y otras herramientas no está incluido.

Aquí hay algunos hipervínculos para los artículos que puede comprar en Taobao.

Arduino Uno $ 21.90

Protoboard （6.24）

Cables de conexión （27,61）

Tablero de conducción de motor L298N （10.43）

Sensores infrarrojos 2-30cm 3.3V-5V （31.00）

Micro Servo （8.81）

Motor de engranajes （30,00）

Tablero de madera de balsa （402.5）

Listón de madera de balsa （232.06）

Cuchillo （38.40）

Bisagra （12,76）

Paso 4: diagrama de circuito

Arriba se muestra un breve diagrama de circuito. Los cables con diferentes colores deben conectarse a las bocas lógicas correspondientes. Todos los cables rojos significan fuente de alimentación de 9V. Todos los cables negros significan el suelo. El cable verde significa el LED verde mientras que el cable rosa significa el LED rojo.

Dos motores de engranajes, que tienen 100 revoluciones por segundo, ofrecen la fuerza principal para levantar el puente. Están impulsados por un controlador de motor económico, el controlador de motor sin núcleo L298N.

El Micro Servo está diseñado para girar una palanca que evitará que un automóvil pase el puente cuando se haya levantado el puente. Podría girar 90 grados y volver al lugar original.

Cuatro sensores de infrarrojos son fundamentales a la hora de detectar el coche y el barco. Pueden ser útiles para decidir cuándo debe levantarse y colocarse el puente.

Todo el proceso que cumpla con los requisitos de las pruebas de funcionamiento debe realizarse de la siguiente manera:

· El Sensor 1 detecta el acercamiento de un Coche A. El Sensor 2 detecta el acercamiento de un Barco C. Envían las señales a Arduino para que el LED rojo emite luz y el Micro Servo gira la palanca para detener un Coche B.

· El sensor 3 detecta la salida del automóvil A. Luego, los motores de engranajes comienzan a funcionar y levantan el puente a una altura adecuada para el paso del buque C.

· El Sensor 4 detecta la salida del Barco C. Envían las señales a Arduino. Después de un intervalo de 15 segundos, los motores de engranajes comienzan a retroceder y dejan el puente.

· El Micro Servo vuelve a su estado original y el LED verde se ilumina para mostrar el permiso del paso de un Coche B.

** Preste atención a que los sensores infrarrojos que usamos para construir nuestro puente no son exactamente los mismos que los del diagrama que se muestra arriba. Elegimos uno más económico que puede ser igualmente útil. La imagen de este tipo se muestra en la lista de materiales.

Paso 5: Fabricar la plataforma

una. Corte cuatro tablas de 1 m * 120 mm * 3 mm en 50 cm de largo.

B. Dibuja varios triángulos rectángulos estrechamente espaciados con un tamaño de 4 cm de largo y 3 cm de ancho. Reserva un espacio de 2 cm de ancho a cada lado y 0,5 cm de ancho entre triángulos. Corta estos triángulos con cuchillos. ** Tenga cuidado de no romper el costado.

C. Pega cada dos tablas con cola para madera. Coloque y pegue un trozo de papel encerado en ambos lados de las cubiertas.

Paso 6: Fabricar marcos

una. Corte listones de madera de 3 mm en 15 cm 、 35 cm y 38 cm de largo. Ajuste ligeramente sus extremos a las formas adecuadas para que quepan en el marco sin intersticios. Pégalos juntos. Luego haz 3 triángulos idénticos más.

B. Corte varios listones de madera de 3 mm del tamaño adecuado. Pégalos con los (a) triángulos de madera para formar varios triángulos rectángulos isósceles de diferentes tamaños. (Este paso es para aumentar su belleza y estabilidad vertical).

C. Corta y pega varias astillas de madera de 2 mm a las piezas de conexión para reforzarlas.

D. Corte varios listones de madera de 5 mm en 23 cm. Coloque dos (c) triángulos de madera a una distancia de 23 cm. Pegue seis listones entre triángulos. Asegúrese de que sean equidistantes. Luego haz otro idéntico.

mi. Continúe usando listones de madera de 5 mm del tamaño adecuado para llenar el espacio entre (d) seis listones con formas trigonales similares. Pégalos juntos. (El paso d, e es aumentar su estabilidad lateral, que se supone debe ser probada pero cancelada por algunas razones. Por lo que esta estructura es innecesaria para los requisitos).

Paso 7: Montaje

una. Pega la plataforma con el marco. La cúspide de un marco debe exceder el borde de la tabla mientras que el otro se retrae.

B. Corte una de las tablas (a) en 35 cm de largo

Paso 8: perfección

una. Taladre cuatro agujeros diminutos en un extremo de la tabla de 35 cm de largo. Taladre dos agujeros correspondientes en una tabla de 24 cm de largo. Conéctelos con una bisagra y tornillos.

B. Corte cuatro listones de madera de 8 mm en 15 cm de largo. Taladre un agujero en cada listón a una altura de 12 cm. Pegue dos listones a cada tabla en paralelo con una distancia de 18 cm. Luego corte cuatro palos de 6 cm para reforzar las “torres”.

C. Pegue una viga a través de los dos listones.

D. Taladre dos agujeros en un extremo de las dos tablas. Pase los alambres de algodón a través de los orificios de las tablas del puente y los listones verticales.

mi. Taladre seis orificios al final de ambas plataformas para asegurarse de que se puedan fijar en los pilares con tornillos.

Paso 9: Montaje del circuito

una. Corta dos cubos de madera de 2 cm y pégalos al borde de la plataforma con bisagras en el último paso. Luego pegue un motor de engranajes a cada uno de los cubos, respectivamente. Pegue el extremo del hilo al eje con 502.

B. Pegue dos sensores infrarrojos hacia abajo a los dos rayos transversales (a). Pegue otros dos sensores infrarrojos a ambos lados del marco, ajústelos para que sean apropiados para detectar la nave.

C. Pegue un micro servo a uno de los listones en la parte móvil del puente. Luego, péguele un palo de madera como puerta de barrera.

D. Corte una pequeña parte de la placa de pruebas y fíjela al otro listón en la parte móvil del puente. Coloque un LED rojo y un LED verde en la placa de pruebas pequeña.

mi. Conecte todos los cables y pruebe repetidamente para garantizar la viabilidad del código Arduino.

Paso 10: Vista final del sistema

¡Gracias por consultar nuestro manual!

Esperamos que pueda inspirarte a la hora de diseñar tu puente móvil.