Grasping mit Strohhalme Machen Sie eine Roboter-Hand Mit Trinkhalme

Aufsicht von Erwachsenen ist für Teile des Projekts vorgeschlagen. Seien Sie vorsichtig mit scharfen Messern und Leim.

Zu entwerfen und eine Arbeits Hand aus Handwerk Materialien zu bauen, die zeigt, wie eine reale Roboterhand funktionieren könnte.

Einführung

Ihre Hände sind erstaunlich. Mit ihnen können Sie die Geige spielen, eine Mahlzeit mit Ihren Eltern kochen, oder einen Roboter entwerfen. Wenn die Leute Roboter entwerfen, eines der Teile verbringen sie die meiste Zeit auf der Hand, oder was auch immer andere „Grabber“ könnte der Roboter haben. Roboter tun nützliche und wichtige Arbeit, und es sei denn, sie greifen und Dinge bewegen können, können sie die Arbeit erledigt nicht bekommen.

Sehen Sie dieses Video zu sehen, wie eine Drei-Finger-Roboterhand eine große Auswahl an Objekten verarbeitet.

In diesem Projekt werden Sie die Physiologie der Hand untersuchen, wie menschliche Finger zu sehen, arbeiten und eine Roboterhand entwerfen, die menschenähnlichen Finger verwendet eine Aufgabe auszuführen. Das Beste von allem, werden Sie Ihre Roboterhand aus dem täglichen Trinkhalmen machen. Durch die einfache Anwendung etwas Kreativität und Ihrem Engineering-Know-how, können Sie einen nützlichen Roboterhand machen.

Der Stroh-Handentwurf in diesem Projekt gezeigt ahmt die Art und Weise, dass Sehnen die Finger verbiegen, auch wenn die Muskeln, die die Aktion steuern tatsächlich in Ihrem Unterarm sind. Um Ihren Finger Bend zu machen, zieht ein Muskel auf einer langen Kette von Kollagen eine Sehne genannt. Die Sehne verbindet den Muskel mit dem Knochen im Finger. Es ist wie eine Art Fernbedienung: Wenn der Muskel zieht, der Finger biegt am Gelenk. Sie werden einen Trinkhalm, da beiden Knochen und Haut, Nähgarn als Sehne verwenden, und Sie werden die Muskeln liefern. Wenn Sie dieses Engineering-Projekt abgeschlossen haben, haben Sie eine funktionierende Roboterhand mit mehreren Fingern, die Sie gerade Fäden durch Ziehen steuern. (Siehe Abbildung 10 am Ende des Verfahrens für die Beispiele.)

Begriffe und Konzepte

Wie funktioniert einen menschlichen Finger verbiegen?
Wie werden die Finger angeordnet und in einer menschlichen Hand angeschlossen?
Geben Sie Beispiele von Werkzeugen, die zum Aufnehmen und / oder Grabbing Dinge verwendet werden. Wie viele fingerartige Vorsprünge haben sie?
Geben Sie Beispiele verschiedener Tier Hände und / oder Füße. Was tun die Tiere mit ihren Händen und Füßen?
Basierend auf dem Werkzeug und Tiere Beispielen, wie haben Sie vielleicht eine Hand Entwurf für einen Ball greifen? Wie wäre es für eine Gabel halten?

Literaturverzeichnis

Materialien und Geräte

Die Auswahl der Materialien für dieses Robotik-Projekt kann variieren, je nachdem, welche Art von Hand, die Sie wählen, zu bauen. Schauen Sie sich die Liste unten und lesen Sie die Verfahren vor Ihrer Materialien zu kaufen.

Versuchsdurchführung

Hinweis: Dieses Engineering-Projekt am besten durch den Engineering-Design-Prozess beschrieben wird, in Bezug auf die wissenschaftliche Methode gegenüber. Vielleicht möchten Sie Ihre Lehrer fragen, ob es akzeptabel ist, dem Engineering Design-Prozess für Ihr Projekt zu folgen, bevor Sie beginnen. Sie können mehr über den Engineering-Design-Prozess im Guide Science Buddies Engineering Design-Prozess lernen.

Diese Anleitung wird Ihnen helfen, einen Roboterfinger aus einem alltäglichen Trinkhalm zu bauen. Sie wird auch einige Ideen, wie mehrere Stroh Finger Haken zusammen, um eine Hand zu machen. Als Robotik-Ingenieur, müssen Sie herausfinden, was Sie Ihre Hand und mit dem Design zu spielen, um zu tun, wollen die beste Hand möglich für diesen Job zu machen.

Jeder Finger in Ihre Roboterhand wird mit einer oder mehreren Kerben in sie geschnitten aus einem Trinkhalm werden Gelenke zu machen. Polsterfaden oder Zahnseide wird durch den Finger werden fädelt und verknotet an der Verbindung (en) dann an einem Ring befestigt sind. Zerren an dem Ring wird auf dem Faden ziehen und bewirken, dass das Stroh an der Verbindungsstelle biegen (s). Dies ist, wie der Finger biegt.

Bevor Sie Ihr endgültiges Design zu machen, müssen Sie den besten Weg finden Gelenke im Trinkhalm zu schneiden. Wie groß sollte die Kerbe? Wie nah sollten Sie den ganzen Weg durch das Stroh zu schneiden? Verwenden Sie einen Ihrer Strohhalme, um herauszufinden. Wenn Sie Strohhalme aus verschiedenen Quellen haben, versucht ein paar Kerben in all den verschiedenen Arten von Strohhalmen zu sehen, welche Strohhalme das am besten funktionieren.

Um die Arbeitsfläche zu schützen, legen Sie ein Stück Pappe auf dem Tisch (oder einen Erwachsenen fragen, ob Sie ein Schneidebrett aus der Küche leihen).
Mit Hilfe eines Elternteils, verwenden Sie die X-ACTO ® Messer, Schere oder Stanze mehrere Kerben in verschiedenen Formen und Größen zu schneiden. Jede Kerbe soll Abstand von mindestens 2 Zentimeter (cm) betragen. Zur Sicherheit, setzen immer das Stroh nach unten auf der Schnittfläche und richten Sie die Messerklinge weg von Ihnen (wie in Abbildung 1 gezeigt).
1. Legen Sie Ihren Finger auf der Rückseite des Strohs und biegen Sie es wie in Abbildung 2. Ist es leicht zu biegen? Ist es Frühling schön zurück oder hat sie gebogen bleiben, nachdem Sie gehen zu lassen?
2. Versuchen Sie, den Schnitt weniger tief und mehr Stroh lassen. Enthält diese machen es leichter oder schwerer zu biegen? Ist es mehr oder weniger elastisch?
3. Sie können auch versuchen, einen Schrott-Buchung Stempel auf der Hälfte des Strohs mit einem Abschnitt auszuzustanzen, anstatt mit dem Messer oder eine Schere (wie in Abbildung 3 dargestellt).
4. Behalten Sie Ihre Beobachtungen in einer Tabelle, wie Tabelle 1, in Ihrem Labor-Notebook.

Grasping mit Strohhalme Machen Sie eine Roboter-Hand Mit Trinkhalme

Abbildung 1. Wenn Kerben im Stroh mit einem Cuttermesser schneiden, immer schnitt weg von Ihnen für die Sicherheit.

Abbildung 2. Drücken Sie den Schnitt Stroh in eine Kurve, um zu sehen, ob die Kerben Sie gute Gelenke schneiden machen.

Abbildung 3. Als sicherere Alternative zu einem Handwerk Messer, quetscht das Stroh in die Schrottanmeldung Stempel etwa auf halbe Strecke und eine Kerbe ausstanzen. Ein Punkt eines sternförmigen Stempel hat eine große Aufgabe.

Marke von Stroh (wenn mehr als eine verwendet wird)

Tabelle 1. Erstellen Sie eine Tabelle wie diese verfolgen, wie verschiedene Techniken Ausklinken Arbeit zu halten. Am Ende wählen Sie die Marke Stroh, Werkzeug und Kerbtiefe, die am einfachsten zu arbeiten und die Ergebnisse in einer Kerbe ist, die, wenn sie gebogen schnell zurückspringt.

Schauen Sie sich die Daten, die Sie gesammelt haben. Wählen Sie das Stroh Art und Austasttechnik, die das Gelenk schön und federnd, aber nicht zu schwer zu biegen machen.

Die Planung der Roboterhand

Vorbereiten der Strohhalme

Herstellung der ersten Finger

Abbildung 6. Schneiden der Gelenke der Finger, so dass sie schafft schön einen Finger mit einer schönen Kurve in einer Reihe aufstellen.

7 (7a, links, 7b, rechts). Drücken Sie die Nadel vorsichtig in das Stroh knapp über dem Gelenk (7a). Arbeiten sie mit Hilfe eines Chop-Sticks durch und gibt sie über die gesamte Länge des Strohs (7b).

Schneiden Sie die Fäden aus den Fugen, so dass sie alle die gleiche Länge haben, zumindest ein paar Zoll vom Ende des Strohs. Binden einer der Ringe auf jeden Thread (siehe das Beispiel in Abbildung 8).

Abbildung 8. Ein Finger mit drei Gelenken und eine Sehne für jedes Gelenk. einen Ring Ziehen macht das Gelenk es angebracht ist, zu biegen.

Mit einer Hand halten Sie das Stroh aufrecht, und legen Sie die Finger von der anderen Seite durch die Ringe. Ziehen Sie vorsichtig zu einer Zeit, die Ringe ein und sehen, was passiert. Können Sie jedes der Gelenke unabhängig verbiegen? Schauen Sie sich den Zeigefinger wieder und sehen Sie, wenn Sie jedes der Gelenke unabhängig biegen können. Ist Ihr Stroh Finger anders als Ihre echte? Ist es das Gleiche?
Können Sie sich das Gelenk am nächsten an der Fingerspitze biegen, ohne die anderen zu verbiegen? Können Sie erraten, warum? Können Sie Ihren echten Finger auf diese Weise beugen? Aufgrund der Art, die Sehnen in einer echten Finger Arbeit, ist es fast unmöglich, nur die eine Verbindung zu biegen.

Montage der Roboterhand

Abbildung 9. Form, um die Polymer-Ton um die Strohhalme zuerst, dann die Strohhalme zu entfernen und backen den Ton entsprechend den Anweisungen. Der kleine Streifen hier gezeigt könnte Teil einer größeren ‚Palme‘ sein.

Unsere Testroboterhand sind in Abbildung 10 dargestellt, aber bei Sie werden anders aussehen. So wie eine Idee, können Sie einen Daumen getrennt und haben einen Gummiband auf der Rückseite bietet die Rückholfeder verbunden. Ein medizinischer Handschuh kann helfen, wenn die Finger ein wenig zu glatt sind. Neben Handschuhe (oder nur die Handschuhfinger) für zusätzlichen Halt, können Sie auch dünne Ballons der Art verwenden, verwendet Ballontiere zu verdrehen.

Abbildung 10. Die Hände wir an Science Buddies gemacht, dieses Projekt zu testen. Da unsere Hände etwas wie eine menschliche Hand geformt sind, paßt es in einem medizinischen Handschuh, der die Finger etwas weniger rutschig macht.

Testen Your Design

Ein Teil der Engineering testet Ihre Kreation zu sehen, ob es so gut funktioniert, wie Sie es möchten.

Halten Sie die Roboterhand stabil auf einem Träger oder einen Freund, Ihnen zu helfen. Legen Sie Ihre Finger in den Ringen und die Sehnen ziehen. Haben die Finger richtig rollen? Sieht es so aus, wie es geschlossen und greift, wie Sie es geplant?
Sehen Sie, wenn Sie Ihre Roboterhand wird das Objekt abholen oder das Element greifen oder tun, was Sie es entworfen zu tun. Ist dies der Fall, Glückwunsch! Kann es einen besseren Job machen? Was könnten Sie tun, um es zu verbessern. Wenn es nicht abholen oder das Objekt greifen, warum nicht? Das ist Ihre Chance zu Figur, was schief gelaufen ist und Änderungen vornehmen, oder einfach nur es besser zu machen. Sind die Finger zu lang? Zu kurz? Haben sie an der richtigen Stelle biegen? Versuchen Sie, einige Experimente, es herauszufinden, dann gehen Sie zurück und die Teile Remake.
Verwenden Sie Ihre Roboterhand selbst auf die Schulter zu klopfen - Sie tat es!

Variationen

Hat Ihre Roboterhand braucht mehr zu erreichen? Vielleicht können Sie einen Arm aus Holz oder Pappröhren Design weiter zu erreichen. Wenn Sie Ihren Arm beugen muss, Scharniere aus dem Baumarkt für Gelenke und einige zusätzliche Gewinde für Sehnen könnte ein guter Start sein.
Welche anderen Materialien können Sie denken, von einer Roboterhand zu machen?
Engineering wird oft von der Natur inspiriert. Was kann man um Sie sehen, dass Sie aus einfachen Materialien aufbauen können?
Schauen Sie sich die I Like out um es zu bewegen: Motorisierung eine Roboter-Hand abgekürzt Projektidee Inspiration zu erhalten, wie Sie Ihre Roboterhand motorisieren.

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