Как сделать профилегиб своими руками чертежи видео: Профилегиб своими руками – чертежи ручного профилегибочного станка, фото, видео

Как сделать профилегиб своими руками: видео инструкция, схемы

Качественное сгибание вытянутого металлического проката невозможно без применения специальных устройств, называемых профилегибами, при отсутствии средств на их приобретение или выполнении разовых работ их рекомендуют сделать своими руками. Они имеют сравнительно простую конструкцию и технологию сборки, при использовании правильных чертежей и инструкций на выходе получается достаточно надежное устройство для изменения конфигурации труб и профиля без предварительного нагрева. В большинстве случаев они имеют ручной привод, но при необходимости в схему добавляют гидроцилиндр или электродвигатель, окончательное решение принимается исходя из поставленных задач.

Оглавление:

1. Когда нужен?
2. Конструкция
3. Простая и прокатная модель
4. Профилегиб с подвижным катком
5. Советы

В каких случаях рекомендуют сделать профилегиб своими руками

Потребность в таком инструменте возникает при необходимости получения определенного радиуса закругления на конкретном участке или по всей длине заготовки.

Функциональные возможности самоделок зависят от выбранной конструкции, но в целом с их помощью осуществимы операции по сгибу прутьев и арматуры, изменение формы профиля с квадратным или прямоугольным сечением, получению колен из круглых труб или скруглению элементов сортового проката (швеллеров, уголков, двутавров). Данная группа включает как простые устройства с приложением усилий в определенной точке изделия или профилегибочные станки с прокаткой деталей по всей длине, вторые признаны более эффективными из-за возможности сгибания заготовок под углом от 1 до 360° в произвольном направлении.

Изготовление самоделок целесообразно при отсутствии серьезных требований к точности радиуса изгиба и обработке профилей со сравнительно небольшим сечением. С их помощью успешно подготавливаются элементы для закладки теплиц, фигурные опоры или беседки, сгибаются хомуты в армокаркасе или колена трубопроводов при монтаже отопительных систем. Работа с ними не требует серьезной квалификации и подготовки, они ценятся за простую конструкцию и в большинстве случаев имеют механический привод.

Изгиб заготовок на таких устройствах занимает больше времени и нуждается в определенных усилиях со стороны оператора, но в плане функциональности любой самостоятельно изготовленный ручной механизм не уступает аналогичному заводскому. Изменение класса профилегиба возможно при подключении гидравлического или электрического привода, но такие действия требуют определенных навыков.

Конструктивное исполнение зависит от типа и принципа действия этого инструмента, самый простой и распространенный ручной профилегиб прокатного типа состоит из следующих элементов:

• Основания, чаще всего представленного в виде устойчивой и прочной металлической станины (в случае самоделок – сварной).
• Двух опорных боковых роликов, отвечающих за продольное перемещение профиля. В оптимальном варианте они способны к синхронному вращению.
• Прижимного подвижного ролика, выполняющего функции ведущего и обеспечивающими соответственное механическое воздействие, приводящее в итоге к изгибу заготовки. Как правило, он имеет чуть больший диаметр в сравнении с опорными боковыми или не уступает им.
• Узла контроля усилия прижима. У ручных моделей эти функции выполняет винтовая пара, установленная на перпендикулярно приваренном к станине прочном корпусе, у гидравлических – домкраты или поршневой механизм. При изготовлении устройства своими силами чаще всего останавливаются на первом варианте, при котором держатель ведущего ролика имеет жесткое соединение с прижимным винтом.

Принцип действия такого ручного инструмента основан на сгибании заготовок путем их прокатывания между опорными валиками с одновременным давлением ведущего. В этом плане они выгодно отличаются от обычных трубогибов с неподвижными элементами, при аккуратном воздействии и достаточном усилии на них без проблем осуществляется радиальный изгиб профиля с сечением до 32 мм включительно без риска деформации заготовки. Более сложные заводские конструкции оснащаются блоками ЧПУ, контролирующими градиент сгиба или подвижными нижними валами с контроллерами перемещения.

У самых совершенных и функциональных профилегибочных станков все ролики являются передвижными и регулируемыми, но сделать такое оборудование самому, в кустарных условиях крайне сложно.

Инструкция по изготовлению простейшего устройства для сгиба профиля

При выполнении в домашних условиях работ по незначительному изменению формы и конфигурации проката и труб с сечением не более 20 мм достаточно использования примитивного варианта профилегиба, а именно – трех закрепленных в бетоне штырей. При этом возможны два пути: установка их под углом в 90 ° с последующим бетонированием на предварительно подготовленной площадке, или заливка тяжелой плиты, вынимаемой из формы и размещаемой в разных местах. В качестве опорных штырей для таких самодельных профилегибов используется швеллер или обрезки круглого проката с сечением от 70 мм, рекомендуемый интервал между ними составляет 4-5 см.

Потребность в сложных чертежах в данном случае отсутствует, секрет заключается в отслеживании перпендикулярности выступающих частей, достаточном их заглублении (в идеале – на треть длины) и заливке качественным мелкозернистым бетоном или ЦПС. По понятным причинам стационарные площадки признаны более устойчивыми и удобными в сравнении с тяжелыми плитами, по окончании работ и необходимости освобождения пространства штыри просто срезаются.

Преимуществом такой конструкции является простота и возможность установки опор с учетом сечения профиля, отсутствие каких-либо условий при выборе направлении или угле изгиба, минусом – ограничение в диаметре, при работе с заготовками с сечением свыше 20 мм создаваемых усилий недостаточно. В таких случаях рекомендуется сделать профилегиб с более сложным механизмом.

Инструкция по изготовлению своими руками устройства прокатного типа

Для сборки такого устройства потребуются уголки или квадратные трубы с сечением от 50 мм для сваривания корпуса, швеллеры или профиль с толщиной от 150 для станины, круглые заготовки, металлическая цепь, обеспечивающая синхронное вращение опорных роликов, и ее натяжитель, навариваемые приводные звездочки, винтовая передача, болты и гайки.

Работы начинают с составления простой, но точной схемы ручного профилегиба, подготовки инструмента (двери, болгарки и сварочного аппарата) и элементов. Для изготовления самоделки нет необходимости в покупке нового и дорогостоящего металлопроката, допускается вырезание деталей из целого и не изъеденного ржавчиной лома. При этом все элементы рекомендуется очистить и слегка прошлифовать.

В ходе сборки придерживаются следующей последовательности действий:

1. Из толстого швеллера вырезается отрезок нужной длины, проводится разметка станины.

2. Из уголка или прямоугольного проката сваривается П-образный корпус, выполняющий в дальнейшем функции кронштейна для винтовой пары. Для ее удержания в верхней части по центру просверливается соответствующее отверстие. После проверки качеств швов конструкция приваривается к двум сторонам станины.

3. В верхней части корпуса ручного профилегиба приваривается гайка регулятора прижимного ролика и вкручивается опорный винт.

4. Из круглого лома с помощью болгарки вырезаются заготовки под опорные ролики, на оси которых привариваются передаточные звездочки для удержания велосипедной цепи. Установленные на подшипниках ролики привариваются к станине с учетом обязательной симметрии с ее центром. Цепь закрепляется на звездочках и натягивается. В конечном итоге получаются зафиксированные на невысоких подиумах вращающиеся «гантели», удерживающие в центре сгибаемый профиль. Одна из осей делается удлиненной, в последствии к ней приваривается ручка, с помощью которой осуществляется вращение.

5. Подготавливается узел прижимного механизма с жесткой фиксацией к нижней части опорного винта.

6. Все элементы закрепляются на корпусе и станине, сварочные швы слегка зачищаются.

Конструктивные различия у собираемых своими силами ручных профилигибов проявляются прежде всего в виде и размерах опорных и прижимных роликов. Они могут иметь закрепляемые по бокам шайбы-кольца для удержания профиля или обходиться без них. Все возможные насадки привинчиваются надежными болтами, это же относится к любым не привариваемым элементам с жестким соединением. Расстояние между ними (или длина цилиндрических валиков) подбирается исходя из ширины прокатываемых заготовок, что является еще одним преимуществом самоделок (отсутствуют какие-либо ограничения, размеры узлов подгоняются под нужды пользователя).

К сгибанию профиля можно приступать непосредственно после сборки, при правильной защите от коррозийных воздействий и смазке вращающихся участков полученное устройство прослужит долго.

Технология сборки ручного инструмента с подвижным опорным катком

При наличии поршневых пальцев, шатунного механизма, старых подшипников и автомобильного домкрата стоит сделать станочную конструкцию с приваренными уголками к станине опорными роликами. В качестве фиксатора в таких устройствах используется все та же винтовая пара, вращение в них передается на ось прижимного валика. Основание при этом является монолитным только до угла корпуса с ведущим узлом, плечо со вторым опорным валиком соединено с ним шарнирно. Ниже него устанавливается домкратный механизм, обеспечивающий подъем штока и измерение радиуса изгиба профиля в нужную сторону.

Преимуществом такого исполнения является высокая надежность и массивность рабочих узлов, такие профилегибы успешно используются в небольших мастерских и в частных целях. Корпус для удержания и подъема прижимного механизма рекомендуют делать цельным, из куска швеллера, при выровненном по горизонтали плече он по-прежнему должен находиться в центре. Такие самоделки в принципе не ломаются, единственной проблемой при их изготовлении является подбор деталей.

Рекомендации

Изготавливаемая конструкция самодельного профилегиба должна быть максимально прочной и устойчивой. Для этого рекомендуется:

• Обеспечивать максимально высокое качество сварки швов, при отсутствии соответствующего опыта этот этап сборки стоит доверить специалистам.
• Подготовить на станине отверстия для прикручивания к верстаку или основанию.
• Тщательно отслеживать центровку корпуса с винтовой парой.
• Покрыть корпус и основание антикоррозийными составами.

При планировании частого и интенсивного использования стоит сразу сделать качественный профилегиб с гидравлическим приводом, это сэкономит время и силы работника. Конструктивное исполнение при этом меняется мало, в схему просто добавляется домкрат вместо винтовой пары. Это решение позволяет проводить без проблем операции по сгибанию профиля с сечением до 50-60 мм, за исключением сплошного стального швеллера, при потребности в работе с такими заготовками к роликам подключают электрический привод. Но подобные ситуации у частных лиц возникают редко, в большинстве случаев им достаточно сделать ручное устройство прокатного типа.

Профилегиб своими руками: пошаговая инструкция, видео

Профилегиб поможет изготовить из металлических труб гнутые дуги, широко применяющиеся в строительстве и благоустройстве участка. Разберемся, как сделать профилегиб своими руками.

Дуги из профильной трубы – востребованный материал для благоустройства дачного участка, строительства теплиц, навесов, беседок. Покупать такой прокат не выгодно: он дороже обычных прямых труб в 2 раза и более, а сделать дуги самому довольно просто. Для этого нужен специальный станок, который называется профилегиб. Разберемся, как соорудить профилегиб своими руками, сравним наиболее распространенные конструкции и выберем лучший вариант. 

1 Применение профилегиба и принцип его работы

2 Конструкция

3 Необходимые материалы и инструмент

4 Как сделать профилегиб своими руками. Пошаговая инструкция

5 Порядок гибки труб

6 Советы профессионалов

Применение профилегиба и принцип его работы

Назначение профилегиба – деформация металла в холодном состоянии до достижения необходимой формы. При этом по сравнению со станком для сгибания обычных труб (трубогибом) в работе профилегиба есть несколько специфичных моментов:

• Профильная труба лучше противостоит деформациям, поэтому нужно приложить большое усилие, чтобы ее согнуть.
• Как правило, создаваемые дуги имеют большой радиус кривизны.

Сам процесс изгибания металла основан на приложении деформирующего усилия по центру балки, лежащей на двух опорах. При этом, благодаря прокатыванию профиля по роликам, его сечение в процессе обработки не меняется, на поверхности не появляются смятые участки, складки. Просвет профильной трубы также сохраняется максимально близким к исходному значению.

Конструкция

Чтобы получить профиль, равномерно изогнутый по всей длине и имеющий нужный радиус кривизны, опоры станка выполняются в виде роликов. При этом один ролик (чаще всего расположенный посередине) закреплен подвижно, а два других – нет. Положением прижимного ролика задается определенный радиус изгиба.

Такая схема имеет несколько вариантов воплощения:

• Подвижный ролик один и расположен посередине, опускаясь сверху. Это – наиболее простая конструкция, которую легко реализовать, делая трубогиб самостоятельно. Именно такие станки наиболее широко распространены в классе устройств с ручным механизмом прижима. Недостаток схемы – не слишком мощное усилие, которое не позволяет сгибать наиболее толстый прокат.
• Одиночный подвижный ролик размещен с краю. В этом случае валик, регулирующий изгиб, поднимается с помощью гидравлического домкрата или винтового механизма.
• Подвижный ролик поставлен сбоку (справа или слева). Такая конструкция позволяет завивать профиль в спирали.
• Подвижно установлены два или три ролика. Это – наиболее сложная схема, которую непросто воплотить своими руками, поэтому такие трубогибы обычно делают редко. Главное достоинство такого станка – возможность получить не просто дугу, а гнутый профиль любой сложности.

[warning]В простейшую конструкцию трубогиба можно внести десятки улучшений: предусмотреть возможность передачи усилия через цепную передачу с ведущего ролика на остальные, заложить возможность смены роликов для прокатывания труб разного диаметра, перестановки валов по расстоянию для задания радиуса кривизны и т.д.[/warning]

Помимо расположения валов, разные модели трубогиба отличаются наличием привода для протаскивания профиля. Это может быть как обычная рукоять, вращаемая мускульным усилием, так и привод на электродвигатель. Оснащенные внешним приводом станки сложнее по конструкции, но способность обрабатывать более толстый прокат зачастую окупает трудности конструирования.

Необходимые материалы и инструмент

Материалы для изготовления трубогиба подбираются, исходя из определенных для станка задач и имеющихся в наличии узлов и деталей. Мы предлагаем комплект деталей для изготовления станка, которому под силу справиться с профильной трубой диаметром до 60 мм. Но многие из компонентов можно заменить, в зависимости от того, какие материалы удастся найти в хозяйстве или недорого купить. Итак, вот примерный перечень материалов:

• Отрезки швеллера №80. Из него будет изготовлена станина станка. Допускаются и другие виды швеллера или уголков, лишь бы толщина металла была не менее 3 мм, а ширины металлопроката хватало для установки валов и остальных деталей. Главное правило при изготовлении станины – чем она массивнее и прочнее, тем лучше.
• Готовые подшипники, запрессованные в подшипниковые узлы. Здесь лучше приобрести готовые детали, так как трудоемкость изготовления подшипникового узла велика, а от его качества во многом зависит эффективность работы станка.
• Стальной вал 70-мм диаметра (3 штуки).
• Приводные звездочки и цепь. Мы взяли элементы из ГРМ классической модели «Жигулей», но подойдут и велосипедные детали.
• Болты М20х60.
• Гладкая стальная арматура.
• Стальные полосы 5-мм толщины.
• Гроверные шайбы, гайки М20.

Инструментарий для работы достаточно распространен и встречается во многих домах. Два наиболее редких инструмента – это сварочный аппарат и «болгарка». Без них не обойтись при изготовлении станины трубогиба. Если этих инструментов нет в хозяйстве, их стоит приобрести или взять в аренду на время.

Также понадобится электродрель, сверла по металлу, разметочный инструмент (кернеры, чертилки, рулетка, карандаш), молоток, гаечные ключи №20. Набор инструментов, в зависимости от запланированных элементов конструкции, может дополняться, но в основе своей останется таким же. Подготовив все необходимое, можно начинать работу.

Как сделать профилегиб своими руками. Пошаговая инструкция

Прежде всего, начинают с создания чертежей. Чем подробнее вы будете представлять, что и как делать, тем лучше. Готовый чертеж можно взять из Интернета, но это далеко не всегда оправдано, ведь набор доступных деталей в каждом случае свой, да и задачи, для которых сооружается гибочный станок, могут различаться. Чертеж вычерчивают на бумаге или строят с помощью специальных программ.

Далее порядок работы таков:

• Швеллер нарезается на куски нужного размера, из него собирается нижняя часть станины и перекладина в виде буквы «П» для прижимного ролика. Детали соединяются с помощью сварки. Станину и поперечину пока не соединяют.
• По чертежам размечаются отверстия для валов, намечаются кернером, затем сверлятся. В местах установки валов на станину наваривают куски полосовой стали, чтобы толщина металла достигла 1 см и более. После этого можно быть уверенным, что станина выдержит нагрузку.
• Внутри боковых стоек перекладины крепят болтами направляющие для подвижного вала. Вал вводят в направляюще, убеждаются, что он способен перемещаться. Прижимной винт изготавливают из болта с просверленным отверстием для ворота. Под ворот сверлят отверстие в перекладине, приваривают крепежные гайки. Ворот ставят на место, соединяют с валом.
• Валы для неподвижных роликов вставляют в отверстия на станине, закрепляют с помощью болтов и гаек с гроверами.
• К валам наваривают звездочки передачи, соединяют их цепью. К ведущему валу приваривают ручку из согнутой арматуры.
• Сваривают станину с перекладиной.

[warning]Когда станок полностью собран, его тщательно красят, чтобы коррозионные процессы не разрушали металл. Все подшипники, звездочки и цепь тщательно смазывают, рукояти полируют.[/warning]

Чтобы для протаскивания трубы через вальцы требовалось прикладывать меньшее усилие, применяют принцип уменьшения передачи (он реализован, например, в велосипеде). Для этого ручку приваривают к шестерне небольшого диаметра, установленной на отдельной оси, размещенной на корпусе. К валикам прикрепляют шестеренки большего диаметра. Главное, чтобы шаг зубьев у малой звездочки совпадал с шагом зубцов больших шестерен.

Еще один вариант, который позволяет обеспечить заметно большее усилие – установка в качестве привода низкооборотного электрического мотора. Тогда его ось соединяется с ведущим валом станка (непосредственно или через передачу). Такое дополнение усложняет конструкцию, но существенно расширяет функциональные возможности.

Порядок гибки труб

Чтобы на станке с ручным приводом согнуть трубу, необходимо сделать несколько проходов. Для этого подвижный вал перемещают так, чтобы создать небольшой радиус изгиба. Трубу прокатывают несколько раз, пока изгиб не перестанет увеличиваться.

[warning]После каждого прокатывания трубу необходимо перевернуть и пропустить через станок другой стороной. Если этого не сделать и пропускать профиль только в одном направлении, он непременно окажется смятым с одной стороны. [/warning]

Если требуется получить дугу с большим изгибом, положение центрального валка меняют несколько раз. Главная ошибка новичков при работе с гибочным станком – стремление быстрее достигнуть результата, сократив число прогонов. Это не только увеличивает нагрузку на станок, но и создает лишние деформации в металле.

Если требуется изготовить несколько одинаковых дуг, то при изготовлении первой следует тщательно записывать весь порядок действий. Подробная технологическая карта, содержащая указания по всем этапам (сколько раз пропускали трубу в каждом направлении, на сколько оборотов опускали прижимной валик и т.д.) поможет воспроизвести режим изготовления с максимально возможной точностью.

Советы профессионалов

Мы рекомендуем несколько видеофрагментов, содержащих полезные советы по сооружению профилегибов своими руками. Вы можете своими глазами увидеть все этапы работы и познакомиться с различными вариантами конструкции этого станка, чтобы выбрать для себя наиболее подходящий:

Профилегиб – полезный в хозяйстве станок, который будет нужен во множестве случаев. Если разобраться в конструкции, его вполне можно соорудить самому, не затратив много времени и средств. И тогда это полезное устройство станет помощником в благоустройстве приусадебного или садового участка.

E-TURN – Полностью электрическая правосторонняя и левосторонняя гибка в процессе

Правая и левая в процессе

Универсальность

Креативность

Качество

Быстрота мышления

Воспользуйтесь его универсальностью для создания новых решений. Вы можете создать новый дизайн, переопределить его форму и позволить своему вдохновению направить вас всего несколькими простыми щелчками мыши, чтобы сразу приступить к производству с новой деталью.

Универсальность делает E-TURN превосходным трубогибочным станком!

Доступен в нескольких размерах

E-TURN предлагается в различных моделях для обработки труб диаметром до 50,8 мм.
Просто выберите размер, необходимый для вашего производства.

E-TURN32
До 32 мм

E-TURN35
До 35 мм

E-TURN40
До 40 мм

E-TURN52
До 52 мм

Всегда идеально.

Мощность под контролем.

 

Вся мощность, которая вам нужна, только тогда, когда она вам нужна

Качественный внешний вид и минимальная овальность даже при малом соотношении радиуса к диаметру. Высокое качество, производимое с помощью E-TURN , является результатом контроля реакции материала в процессе и управления рабочими параметрами.

 

Идеальные результаты с первой детали

Быстрая смена производства, исключение брака, метод проб и ошибок для безошибочного производства каждой новой детали , с самого начала.
Раньше для получения желаемой формы изгиба требовалось много попыток и большое мастерство. Сегодня, с B-Tools , ваш трубогибочный станок гарантирует безошибочное производство с первой детали и уверенность в уровне навыков оператора.

Настолько надежный, что о нем можно забыть

Автономность

Функции автоматического управления останавливают работу машины при обнаружении условия.
Это означает, что процессы всегда надежны и безопасны. Материальные отходы предотвращаются, даже если процесс осуществляется без участия человека.

Powerhouse

Неудержимый, надежный, прочный и систематический.
Все, что вам нужно сделать, это забрать продукты в конце дня.

Начни свою работу и забудь о ней, пока она не будет закончена.

Гибкость необходима для повышения производительности

Автономный или подключенный к автомату подачи и загрузчику.
Комбинируйте с другими технологиями BLM GROUP, такими как торцовочные станки, лазерные трубы или станки для резки.

Создайте свой полный производственный процесс , управляйте им из единой точки управления и расширяйте его с течением времени или адаптируйте для новых целей.

 

Полностью электрическая технология:

просто, точно, эффективно.

Быстрая смена продукции

Быстрая смена продукции благодаря автоматической настройке и отсутствию ручных настроек.

Надежность и качество

Поддерживать постоянную точность и качество процессов. Полностью электрическая технология обеспечивает минимальное техническое обслуживание и максимальную надежность, а также чистую и бесшумную систему.

Минимальное энергопотребление

Повышение производительности за счет экономии энергии до 70 % по сравнению с традиционными технологиями.

Вам интересно,
подходят ли эти функции для ваших целей?

Хватание соломинкой: сделайте руку робота из соломинки для питья

Научные проекты

1 694 отзыва

Аннотация

Представьте, как здорово было бы построить руку робота, которая могла бы хватать мяч или поднимать игрушку. В этом проект по робототехнике, вы научитесь пользоваться трубочками для питья, швейными нитками и немного клей, чтобы сделать удивительно реалистичную и полезную руку робота. Для чего вы сконструируете свою роботизированную руку? Поднять банку? Передвигать мячик для пинг-понга? Это зависит от вас! С помощью этих начальных инструкций вы можете дизайн любой руки. Вы будете моделировать анатомию человеческого пальца в качестве основы для полнофункционального рука робота, которую легко построить и которая не требует сложных инструментов.

Сводка

Робототехника

 

Краткосрочная (2–5 дней)

Нет

Доступно.

Низкий ($20 – $50)

Для некоторых частей этого проекта предлагается присмотр взрослых. Будьте осторожны с острыми ножами и клеем.

Howard Eglowstein, Science Buddies

• X-ACTO® является зарегистрированным товарным знаком Elmer’s Products, Inc.
• Elmer’s® является зарегистрированным товарным знаком Elmer’s Products, Inc.

Задача

Спроектировать и построить рабочую руку из ремесленных материалов, демонстрирующую, как настоящая рука робота может работать.

Введение

У тебя потрясающие руки. С ними вы можете играть на скрипке, готовить еду с родителями или сконструировать робота. Когда люди проектируют роботов, одной из частей, на которую они тратят больше всего времени, является рука или любой другой «хвататель», который может быть у робота. Роботы выполняют полезную и важную работу, и если они не могут хватать и перемещать предметы, они не могут выполнить свою работу.

В этом проекте вы изучите физиологию руки, чтобы увидеть, как работают человеческие пальцы, и спроектируете руку робота, которая использует человеческие пальцы для выполнения задачи. Лучше всего то, что вы собираетесь сделать свою роботизированную руку из повседневных соломинок для питья. Просто применив немного творчества и свои инженерные ноу-хау, вы можете сделать полезную роботизированную руку.

Дизайн соломенной руки, показанный в этом проекте, имитирует то, как сухожилия сгибают пальцы, несмотря на то, что мышцы , которые управляют действием, фактически находятся в вашем предплечье. Чтобы согнуть палец, мышца натягивает длинную нить коллагена , называемую сухожилием. Сухожилие соединяет мышцу с костью в пальце. Это похоже на дистанционное управление: когда мышца тянет, палец сгибается в суставе . Вы будете использовать соломинку для питья как кость и кожу, швейную нить как сухожилие, и вы обеспечите мышцы. Когда вы закончите этот инженерный проект, у вас будет работающая рука робота с несколькими пальцами, которыми вы управляете, просто дергая за нитки. (См. рис. 10 в конце процедуры для примеров.)

Термины и понятия

• Сухожилия
• Мышцы
• Коллаген
• Соединения
• Физиология кисти
• Прокладка

Вопросы

• Как сгибается палец человека?
• Как устроены и соединены пальцы на руке человека?
• Приведите примеры инструментов, которые используются для подъема и/или захвата вещей. Сколько у них пальцевидных выступов?
• Приведите примеры рук и/или ног различных животных. Что эти животные делают руками и ногами?
• Основываясь на примерах с инструментами и животными, как вы могли бы создать руку для захвата мяча? Как насчет того, чтобы держать вилку?

Библиография

• Росс, В. (nd) Шесть инновационных рук-роботов. Популярная механика. Проверено 17 мая 2012 г.
.
• участников Википедии. (2012, 10 мая). Рука. Википедия, свободная энциклопедия. Проверено 17 мая 2012 г.
.
• Смит, Миранда. Человеческое тело: анимированное трехмерное руководство Шарлотта, Северная Каролина: Silver Dolphin Books, 2012. Доступно в Интернете.
• Мусколино, Джозеф Э. Книжка-раскраска по анатомии скелетно-мышечной системы. Филадельфия: Elsevier Health Science, 2009. Доступно в Интернете.

Материалы и оборудование

Выбор материалов для этого робототехнического проекта может варьироваться в зависимости от типа руки. вы выбираете строить. Посмотрите на список ниже и прочтите Процедуру перед покупкой материалов.

• Одноразовые соломинки для питья (20). Ищите соломинки диаметром от 7 до 8 миллиметров, иногда называемые соломинками для молочного коктейля, которые принимают форму, когда вы их сжимаете. Соломинки, которые трескаются при сжатии, не подойдут.
• Обивочная нить, усиленная или зубная нить
• Швейные иглы (2). Ушко иглы должно быть как можно меньше, но при этом вмещать обивочную нить/зубную нить. Более длинные иглы работают лучше.
• Резиновые шайбы (10). Ищите резиновые шайбы от садовых шлангов, маркеры вязальных петель или другие кольца, которые достаточно велики, чтобы в них удобно было вставлять пальцы.
• Полимерная глина, пакеты по 2 унции (2). Доступно на Amazon.com. (2)
• Резинки (2)
• Мяч для пинг-понга (1)
• Дополнительно: деревянные или картонные тубы. Эти материалы можно использовать в дополнение к полимерной глине или вместо нее при соединении пальцев для формирования руки; см. Процедуру для более подробной информации.
• Клей; тип клея будет зависеть от того, какие материалы (полимерная глина, дерево, картон и т. д.) вы выбрали для соединения пальцев робота. Elmer’s® GlueGuide может помочь вам сделать правильный выбор.
• Нож X-ACTO® или аналогичный канцелярский нож. Эти ножи можно приобрести в ремесленных или хозяйственных магазинах или в Интернете у таких продавцов, как Amazon.com.
• Линейка с миллиметровыми делениями
• Перманентный маркер с тонким наконечником
• Острые ножницы
• Режущая поверхность (картон или чистая кухонная разделочная доска)
• Лабораторный блокнот
• Дополнительно: острогубцы или плоскогубцы; полезно для протягивания иглы с ниткой через соломинку.
• Дополнительно: пробойник для скрапбукинга, предназначенный для работы с тяжелыми материалами.

Отказ от ответственности: Science Buddies участвует в партнерских программах с Домашние Научные Инструменты, Amazon. com, Каролина Биологический и Джамеко Электроникс. Доходы от партнерских программ помогают поддерживать Science Buddies, общественной благотворительной организации 501(c)(3), и пусть наши ресурсы будут бесплатными для всех. Нашим главным приоритетом является обучение студентов. Если у вас есть какие-либо комментарии (положительные или отрицательные), связанные с покупками, которые вы сделали для научных проектов из рекомендаций на нашем сайте, сообщите нам об этом. Напишите нам на [email protected].

Экспериментальная процедура

Примечание: Этот технический проект лучше всего описывается техническим проектом . процесс, , в отличие от научного метода . Вы можете спросить вашему учителю, приемлемо ли следовать процессу инженерного проектирования для ваш проект, прежде чем вы начнете. Вы можете узнать больше о процессе инженерного проектирования в друзьях по науке Руководство по процессу инженерного проектирования.

Эти инструкции помогут вам собрать палец робота из обычной соломинки для питья. Они также поделятся некоторыми идеями о том, как соединить вместе несколько соломенных пальцев, чтобы получилась рука. Как инженер-робототехник, вам нужно будет выяснить, что вы хотите, чтобы ваша рука делала, и поэкспериментировать с дизайном, чтобы создать наилучшую руку для этой работы.

Каждый палец вашей роботизированной руки будет состоять из соломинки для питья с одной или несколькими выемками для соединения. Обивочная нить или зубная нить продеваются через палец и завязываются узлом на стыках, а затем прикрепляются к кольцу. Если потянуть за кольцо, нить потянется, и соломинка согнется в месте соединения. Вот как палец будет сгибаться.

Решение о том, как разрезать соломинки

Прежде чем приступить к окончательному дизайну, вам нужно найти лучший способ разрезать соломинки для питья. Насколько большим должен быть вырез? Насколько близко вы должны подойти к тому, чтобы полностью перерезать соломинку? Используйте одну из своих соломинок, чтобы узнать. Если у вас есть соломинки из разных источников, попробуйте сделать несколько надрезов на всех типах соломинок, чтобы увидеть, какие соломинки работают лучше всего.

1. Чтобы защитить рабочую поверхность, положите на стол кусок картона (или попросите взрослого одолжить разделочную доску на кухне).
2. Вместе с родителем с помощью ножа X-ACTO®, ножниц или пробойника сделайте несколько надрезов разной формы и размера. Каждая выемка должна находиться на расстоянии не менее 2 сантиметров (см) друг от друга. В целях безопасности всегда кладите соломинку на режущую поверхность и направляйте лезвие ножа от себя (как показано на рисунке 1).
   1. Поместите палец на тыльную сторону соломинки и согните ее, как показано на рис. 2. Легко ли ее согнуть? Он хорошо пружинит или остается согнутым после того, как вы его отпустили?
   2. Попробуйте сделать надрез менее глубоким и оставить больше соломы. Это облегчает или затрудняет сгибание? Он более или менее упругий?
   3. Вы также можете попробовать использовать пробойник на половине соломинки, чтобы пробить секцию (как показано на рис. 3), вместо того, чтобы использовать нож или ножницы.
   4. Записывайте свои наблюдения в таблицу, например Таблицу 1, в лабораторную тетрадь.

3. Посмотрите на собранные данные. Выберите тип соломинки и технику надсечки, которые сделают соединение красивым и упругим, но не слишком сложным для изгиба.

Планирование руки робота

1. Перед сборкой руки робота вы должны решить, что она должна уметь делать. В руководстве по процессу инженерного проектирования Science Buddies есть страница о том, как Укажите требования, которые помогут вам подумать о том, как это сделать. Несколько вопросов, которые вы, возможно, захотите себе задать:
   1. Что будет делать моя рука-робот? Подбирает ли предметы? Какие предметы он может захватить?
      1. Предложения: пустые банки из-под газировки, бумажные стаканчики, шарики для пинг-понга, втулки от бумажных полотенец.
      2. Примечание. Соломинки недостаточно прочны, чтобы выдерживать тяжелые предметы.
   2. Какими особыми функциями должна обладать моя рука робота? Посмотрите на свою собственную руку и подумайте о том, как вы берете вещи. Если бы у вас было столько пальцев, сколько вам нужно, как лучше всего хватать эти предметы?
   3. Могу ли я расположить пальцы на руке робота, чтобы он лучше собирал предметы?
2. Ответив на вопросы, нарисуйте, как будет выглядеть ваша рука робота.
3. Решите, как вы будете проверять свою руку.
   1. Вы хотите прикрепить его к какой-либо руке, чтобы упростить тестирование?
   2. Какой предмет(ы) вы хотите подобрать?
   3. Сколько попыток сделает рука робота с каждым предметом?

Подготовка соломинок

1. Вот совет, который мы нашли при тестировании этого проекта. Чтобы пальцы сгибались красиво и прямо, полезно убедиться, что по всей длине соломинки проходит прямая линия. Вырежьте надрезы по центру этой линии. Если в дизайне соломинки, которую вы выбрали, уже есть прямая линия или линии, пропустите этот раздел и перейдите к разделу «Изготовление первого пальца». В противном случае отметьте каждую соломинку прямой линией.
2. Найдите прямой край, длина которого не меньше длины соломинки, высота которой составляет половину ширины соломинки. Например, если вы нашли соломинки диаметром 8 мм, толщина линейки должна быть 4 мм. Ваша линейка может иметь красивый металлический край. Если вы положите его на стол, край будет на 4 мм от поверхности? Вы можете отрезать тонкий кусок картона (прокладка ), чтобы поднять этот металлический край на 4 мм от стола.
3. Положите линейку и картонную подкладку на стол. Попросите друга крепко прижать его к столу или приклеить скотчем. Вы не хотите, чтобы он двигался во время этого шага.
4. Поместите одну из своих соломинок на край линейки. Используйте маркер с тонким наконечником и проведите линию по всей длине соломинки, как показано на рисунке 4. Поднесите соломинку к глазу, как телескоп, и посмотрите вдоль всей длины. Линия должна быть прямой. Повторите этот шаг с оставшимися соломинками.

Создание первого пальца

1. Как вы составляли свой план? Вы сделали набросок того, как будет выглядеть рука робота? Вы должны включить этот набросок в свою окончательную презентацию. Как бы вы ни планировали свою последнюю руку робота, пришло время сделать первый рабочий палец из соломинки для питья.
2. Из предыдущего эксперимента вы поняли, сколько материала нужно вырезать из соломинки для каждого сустава. Посмотрите на свой указательный палец. Он состоит из трех разделов. Независимо от того, есть ли в вашем окончательном дизайне такой палец или нет, используйте одну из своих соломинок, чтобы попытаться сделать палец, который сгибается, как ваш. Поднесите соломинку к пальцу. Другой рукой (вы также можете попросить друга помочь вам) отметьте соломинку, где должны проходить суставы (обычно на расстоянии около 2 см друг от друга). Начиная с кончика пальца, измерьте от конца и сделайте отметку, где будет проходить первый сустав. Вы будете вырезать часть со стороны, где вы нарисовали линию ранее. Оставь свой след на этой стороне. Продолжайте оттуда, измеряя и отмечая стыки. Пример показан на рисунке 5 ниже.

3. Где-то в середине ладони отметьте соломинку, чтобы знать, где ее отрезать. Пока держите соломинку на полную длину.
4. Положите соломинку плоской стороной на поверхность, линией вверх. Сделайте надрезы для каждой выемки в соответствии с техникой, которую вы разработали ранее. (См. пример на рис. 6.) Когда вы закончите, попробуйте согнуть все суставы одновременно. Соломинка должна аккуратно сформировать красивую кривую, если вы выровняли все надрезы по прямой линии, которую вы нарисовали.

5. Отрежьте ножницами соломинку по длине. Длина зависит от вашего дизайна. Обязательно оставьте соломинку достаточно длинной, чтобы ее можно было прикрепить к «ладони» или основной части руки робота.
6. Отрежьте кусок нити не менее чем в четыре раза длиннее пальца. Рядом с одним концом завяжите хороший толстый узел. А Узел восьмерка — хороший узел для работы. Проденьте другой конец через иглу.
7. Проткните иглу (осторожно!) через соломинку чуть выше одного из суставов (как показано на рис. 7а). С помощью острогубцев или палочки для еды (как показано на рисунке 7b) проведите иглу по всей длине соломинки, пока она не выйдет из противоположного конца соломинки. Повторите шаги 6 и 7 с резьбой на других соединениях. В случае, если ваш узел соскользнет через отверстие, созданное иглой, капля клея или лака для ногтей может помочь закрепить узел.

8. Отрежьте нити от соединений, чтобы они были одинаковой длины, по крайней мере, в нескольких дюймах от конца соломинки. Привяжите к каждой нити по одному своему кольцу (см. пример на рис. 8).

9. Одной рукой держите соломинку вертикально, а пальцами другой руки просуньте кольца. Аккуратно потяните кольца по одному и посмотрите, что произойдет. Можете ли вы согнуть каждый из суставов независимо? Посмотри на снова указательный палец и посмотрите, сможете ли вы согнуть каждый из суставов независимо. Твой соломенный палец отличается от твоего настоящего? Это то же самое?
10. Можете ли вы согнуть ближайший к кончику пальца сустав, не сгибая остальные? Можете ли вы догадаться, почему? Можешь ли ты так согнуть свой настоящий палец? Из-за того, как работают сухожилия настоящего пальца, почти невозможно согнуть только один сустав.

Сборка руки робота

1. Теперь, когда вы сделали один палец, очень похожий на человеческий палец, пришло время собрать полную руку робота. Используя свои наброски дизайна и методы, которые вы только что отработали, сделайте несколько пальцев. Нарежьте столько соломинок, сколько вам нужно, на столько пальцев, сколько требует ваш план. Вы можете использовать сухожилия нити на каждом суставе, если хотите. Или чтобы рукой было проще управлять, вы можете просто использовать одно сухожилие на каждый палец. Если вы это сделаете, подключите его к суставу, ближайшему к кончику пальца.
2. Подумайте о том, как пальцы вашей руки прикреплены к вашей ладони. Твоей руке-роботу нужно немного структура, чтобы присоединиться к пальцам, а также. Каким-то образом соедините все пальцы вместе, чтобы они выглядели как созданная вами рука робота. Вы можете приклеить их к картону или дереву или вылепить соломинки из полимерной глины. Если вы решите использовать глину, сформируйте глину вокруг соломинок, а затем удалите соломинки, как показано на рис. 9. Попросите взрослого помочь вам запечь глину в духовке в соответствии с инструкциями производителя. Когда глина остынет, снова вставьте соломинки.

Руки нашего тестового робота показаны на рисунке 10, но ваши руки будут выглядеть иначе. Просто в качестве идеи вы можете связать большой палец отдельно и иметь резиновую ленту сзади, обеспечивающую возвратную пружину. Медицинская перчатка может помочь, если пальцы слишком скользкие. Помимо перчаток (или просто пальцев в перчатках) для дополнительного сцепления, вы также можете использовать узкие воздушные шары, которые используются для плетения животных из воздушных шаров.

Тестирование вашего дизайна

Частью разработки является тестирование вашего творения, чтобы увидеть, работает ли оно так, как вы этого хотите.

1. Крепко держите руку робота на опоре или попросите друга помочь вам. Поместите пальцы в кольца и потяните за сухожилия. Пальцы правильно сгибаются? Похоже, что он закрывается и схватывается так, как вы планировали?
2. Посмотрите, поднимет ли ваша рука робота объект или предмет, или сделает то, для чего вы ее создали. Если это так, поздравляем! Может ли он работать лучше? Что ты мог сделать, чтобы Улучши это? Если он не может поднять или схватить объект, то почему? Это ваш шанс понять, что пошло не так, и внести изменения или просто сделать лучше. Пальцы слишком длинные? Слишком короткий? Они гнутся в нужном месте? Попробуйте несколько экспериментов, чтобы понять это, а затем вернитесь и переделайте детали.
3. Похлопайте себя по плечу своей роботизированной рукой — у вас получилось!

Задать вопрос эксперту

У вас есть конкретные вопросы по вашему научному проекту? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Опубликовать вопрос

Варианты

• Вашей руке-роботу нужно больше досягаемости? Возможно, вы можете сконструировать руку из деревянных или картонных трубок, чтобы тянуться дальше. Если вашей руке нужно согнуться, петли из хозяйственного магазина для суставов и дополнительная нить для сухожилий могут стать отличным началом.
• Из каких еще материалов можно сделать руку робота?
• Инженерное дело часто черпается из природы. Что еще вы видите вокруг себя, что можно построить из простых материалов?
• Ознакомьтесь с сокращенной идеей проекта I Like to Move It: Motorizing a Robot Hand, чтобы получить вдохновение о том, как моторизировать руку робота.

Карьера

Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:

• Руководство по проекту научной ярмарки
• Другие подобные идеи
• Идеи проекта робототехники
• Мое Избранное

Лента новостей по этой теме

 

, ,

Процитировать эту страницу

Общая информация о цитировании представлена ​​здесь.