10. lecke: Polip – Súlypotváltoztatás és a tárgy mozgatása

Célkitűzések és tantárgyi kapcsolódások

Bevezetés

1. Tudomány

A súlypont változtatásával mozgatható a tárgy.

2. Matematika

Értse a tengelyesen szimmetrikus alakzatokat.

3. Technológia

Ismerje meg a szervomotorokhoz köthető háromféle tartóelem szerepét.

4. Mérnöki ismeretek

A négy szervomotor összehangolásával tudja megváltoztatni a polip súlypontját, és tegye mozgásképessé.

5. Művészet és kreativitás

Szerezzen tapasztalatot a szimmetrikus alakzatok tervezésében.

Csodálatos poliplábak

A polipok a puhatestűek közé tartozó állatok. Nyolc puha és hajlékony karjuk van, amelyek rendkívüli képességeket biztosítanak a számukra. 1. Mindegyik karján számos tapadókorong van, amelyekkel képesek bármihez hozzátapadni és azt megragadni. 2. A polip karjai könnyen regenerálódnak. Ha egy ragadozó megtámadja, és vesztésre áll, akkor a polip képes megszabadulni az egyik karjától, hogy elmeneküljön, hasonlóan egyes gyíkokhoz, amelyek veszély esetén levetik a farkukat. Apolip elvesztett karja néhány nap alatt visszanő. Sok polip még a saját karját is képes megenni, ha éhezik. A tudósok ezt a jelenséget az öncsonkításnak nevezik.

3. A polipok nagyon okosak. Ha bezárják őket egy üvegbe, képesek kiszabadítani magukat, lecsavarják az üvegről a fedőt.

Előzetes ismeretek

Keresd meg a szükséges építőelemeket, és készítsd el a polipot a szuperkarokkal.

Modellezés (összeszerelés)

Nyisd meg a rendelkezésre álló eszközöd UBTECH EDU APP alkalmazását, és válaszd ki a következő menüpontokat: Entry→Small Octopus→Build→ Build Model.

Szervomotor-tartóelemek

A polip modellhez háromféle szervomotor-tartóelemet használunk. A kék C9-es elem két szervomotor rögzítésére szolgál, azaz az ugyanazon oldalon elhelyezkedő az első és a hátsó karokat köti össze a poliptesttel. Csuklóként működik, és lehetővé teszi az első és a hátsó karok lengését a tartóelemen belül. Míg a sárga C1-es és C2-es szervomotor-tartóelemek a kar elülső végének alakjaként működnek.

C2 C7

C1

Szerelési problémák

Ennél a modellnél több szimmetrikus alkatrészt használunk, például a szervomotortartóelemek: C1 és C2, vagy a díszítőelemek: P12 és P13. Figyelj arra, hogy ne hibázz! A szimmetria miatt nem mindegy, hogy melyik tartóelemet és díszítőelemet, melyik szervomotorra, hogyan szereled. Ha elrontod, akkor furcsán fognak kinézni a polipod karjai. Szervomotor 01/03 Szervomotor 02/04 (jobb hátsó kar/bal első kar) (bal hátsó kar/jobb első kar)

Szervomotortartóelem C2 C1

Díszítő elem P12 P13

Próbáld ki. Fordítsd el a C1-es elemet 180 fokkal, és egybeesik a C2-es elemmel. Fordítsd el a P13-as elemet 180 fokkal, és egybeesik a P12-es elemmel.

A csatlakozás ellenőrzése

Végül nézd meg a kapcsolási rajzot, és ellenőrizd, helyes-e a kapcsolat a vezérlődoboz és a négy szervomotor között?

Tervezés (szoftverprogramozás)

Végezz néhány egyszerű műveletet a polipoddal a “betanító programozás” segítségével, és ellenőrizd a szervomotorok szögeit.

Engedd, hogy a polip “leüljön” a betanító programozás segítségével.

Engedd, hogy a polip “felálljon” a betanító programozás segítségével. Megfigyelés és következtetés – A polip mozgásának vizsgálata

A polip mozgásának elemzése

Utánozzuk le a polip mozgását a robotunkkal. A mozgás két részre osztható: az “összehúzódásra” és a “elernyedésre”.

Összehúzódás Elernyedés

A polip járása

Próbáld rávenni a polipodat, hogy ne csak egyhelyben mozogjon, hanem lépjen előre vagy hátra. Hogyan kell beállítani a négy szervomotor szögét? Mi a különbség az első és a hátsó kar kilengésében? (Tipp: a súlypontot kell megváltoztatni.) Töltsd ki a táblázatot. Milyen szögértékek vannak a szervomotoroknál a két művelet közben?

szervomotor száma

mozgásfázis

1. művelet: összehúzódás 2. művelet: elernyedés

Töltsd ki az üres részeket. (Kisebb vagy nagyobb?) Amikor a polip előre halad, akkor az első kar szervomotorjának a kilengése _______ mint a hátsó kar szervomotorjának

a kilengése. Amikor a polip hátrafelé halad, akkor az első kar szervomotorjának a kilengése _____________ mint a hátsó kar szervomotorjának a kilengése.

ID-01 (jobb hátsó kar) ID-02 (bal hátsó kar) ID-03 (bal mellső kar) ID-04 (jobb mellső kar)

Hogyan tudna a polip gyorsabban mozogni?

Rendezzetek futóversenyt az elkészített polipokkal. Melyik csoport lesz a nyertes? Kérdés: Hogyan kellene megtervezni a polip mozgását, hogy gyorsabban tudjon mozogni? Válasz: __________________________________________________________________________________________

További lehetőség

Robotpolip

A bionikus élőlények gyártásában nagy tapasztalattal rendelkező német Festo cég kifejlesztett egy „OctoGrip” nevű robotot, amely könnyen mozog és rugalmas anyagból készült. A sűrített levegő hatására behajlik, és képes megfogni a sima és íves tárgyakat, például golyókat, fém rudakat, palackokat, vagy akár feltekercselt magazinokat is. Ugyanolyan rugalmas és puha, mint egy igazi polip.