Тентакли в реальной жизни

Руководство по созданию механических щупальцев в домашних условиях: часть 1


Как же нам не любить аниматронику? Отогните силиконовую кожу любой куклы, и вам откроется скопление мехатронной магии, дающей ей жизнь на большом экране. Я искал в интернете хорошие вводные материалы на эту тему, но нашёл лишь один – обучающие видео от Стэна Уинстона. Уже через 30 секунд я почувствовал, как щупальца пробуждают мои самые низменные позывы к постройке осязаемых вещей. Я запал, я просто обязан был построить одну такую штучку… или несколько. И вот, как можно создать вполне реальное аниматронное щупальце.

Начинающим на самом деле лучше начать погружение с обучалок от Стэна Уинстона. За два часа инструктор Ричард Лэндон описывает общую суть, набор необходимых компонентов и техники изготовления механизма щупальцев при помощи набора типичных инструментов – не говоря уже о кучке замечательных примеров из кино.
Также мы получаем возможность заглянуть одним глазком в мир изготовления более сложных устройств на базе тех же принципов. Я бы хотел начать повествование с того момента, как он заканчивает – с двухступенчатых щупальцев, гнущихся на 4 стороны. Кроме того, я внесу одно изменение в дизайн щупалец от Лэндона. Оно позволит вам построить собственное щупальце и контролер всего лишь из нескольких готовых компонентов, полиформальдегида и лазерного резака… Ладно, и ещё из парочки частей, напечатанных на 3D-принтере.

Как работают двухступенчатые щупальца

hackadaycom.files.wordpress.com/2016/08/tentacle_arc_aproximation.png
Обе ступени щупальца, у каждой из которых есть две степени свободы
У щупальца есть две ступени, у каждой из которых есть две степени свободы. Они позволяют каждой ступени изгибаться в двух перпендикулярных направлениях. Комбинируя эти степени свободы, в сумме мы получаем четыре, позволяющие нам эмулировать вполне правдоподобные органические движения. На анимации, присмотревшись, можно увидеть место соединения двух ступеней – примерно посередине щупальца.
При хорошей сборке мы можем контролировать обе части независимо друг от друга. В идеале. В реальности нет ничего идеального, и у наших материалов есть свои ограничения. Нам необходимо будет поиграть натяжением и межпозвоночным расстоянием, пока мы не достигнем удовлетворительных результатов.

В идеале, потянув за трос любой из ступеней, мы добьемся идеальной дуги, уменьшающейся в диаметре при увеличении натяжения. Но из-за потерь на трение в каждом из позвонков мы не сможем достичь идеальной дуги, хотя результат будет достаточно неплохим для того, чтобы обмануть людей, находящихся по ту сторону экрана.
Среди доступных нам поз щупальца нет поворота вокруг его оси. Это сделано специально, так как кукольники прошлого рассматривали подобные движения, как неестественные – например, для кошачьих хвостов или слоновьих хоботов. .

Набросок щупальца

Чтобы понять принцип работы, построим грубое щупальце из двух пластин и гибкого сердечника. Вот чертёж нашего зародыша:

Придавая вращение шкиву, мы ослабляем один трос и натягиваем на то же расстояние другой. Укорачивание длины загибает щупальце в сторону провода. Поскольку тросы передают только натяжение, их нужно делать в паре с дополняющими, чтобы обеспечить движение по полной амплитуде в обе стороны по одной из степеней свободы. Поэтому нам придётся работать с 8 различными тросами.

Щупальце держит форму из-за двух его особенностей. Во-первых, канал троса сопротивляется сжатию. Во-вторых, тросы преднатянуты и жёстко соединены со шкивом. Изменение длины троса – единственный способ перемещения позвонка, а канал троса не меняет длину. Поэтому фиксация шкива фиксирует и щупальце.

Роль канала троса

Канал троса играет важную роль в проекте. Без него движение верхней ступени приводило бы к паразитным движениям нижней, а это нам не нужно. Нам нужно независимо управлять обеими ступенями.
Канал троса позволяет перенаправлять приложение сил с одного конца канала на другой без появления паразитных воздействий. Канал должен оставаться гибким, и при этом сопротивляться сжатию.
Интересно, что при нашей схеме мы можем взяться за любую точку канала троса и двигать её без сопротивления, поскольку:
1. Канал гибкий.
2. Его центральная часть, по которой идёт трос, не меняет длины.
Изгибы канала не меняют его длины, поэтому мы можем его гнуть как угодно, а щупальце останется неподвижным. Удобненько!
Это позволяет нам делать сразу две вещи: протянуть управляющие верхней ступенью тросы через нижнюю ступень, и контролировать верхнюю ступень через нижнюю, при этом не влияя на последнюю.

На изображении видно, что управляющие 1-й ступенью тросы проходят через 2-ю ступень.

Запчасти

Основной материал


Плавные движения вдоль всех степеней свободы достигаются постройкой щупальца из материалов, сопротивляющихся вращению вокруг его оси. Большинство людей используют тросики для спидометров от старых машин, обладающих именно таким свойством. Я тоже в первый раз использовал такие тросы. К сожалению, их диаметр только один: 0,125 дюйма, из-за чего нельзя сделать большую куклу, которая не изгибается под собственным весом. Теперь я предпочитаю гибкие валы от крутящих инструментов. Но большинство изображений в этой статье сделаны с использованием тросиков от спидометров.

Сегменты


Каждый сегмент-позвонок необходимо жёстко зафиксировать, дабы он не скользил и не вертелся. Они должны правильно направлять трос, и в нужных местах – канал троса, при этом будучи жёстко соединёнными с тросиком спидометра. Лэндон использует для этого алюминиевые детали, сделанные на станке с ЧПУ. Но я, покопавшись в магазинах, нашёл более простой выход с использованием готовых компонентов. Сегодня запчасти для роботов благодаря распространённости этого хобби весьма популярны, и я смог сделать позвонки из универсальной втулки от Pololu и пластины из полиформальдегида .

Управляющий трос

Управляющий трос возьмём такой же, как на велосипедах, но правда, потоньше. Я успешно использовал два диаметра тросов – 1,2 мм и 0,8 мм. Можно использовать дорогие тросы, которые при изготовлении обрабатывают так, что они не лохматятся, или же просто накалить до свечения обрезанный конец троса.

Канал троса

Для канала вариантов много – нейлоновые трубки, оплётка от велосипеда, пружины. Нам нужно лишь, чтобы канал сопротивлялся сжатию и был гибким. Сопротивление сжатию должно обеспечивать «равное и противонаправленное» усилие для движения.

Гибкость нужна, чтобы канал не мешал другим секциям щупальца сгибаться. Для одноступенчатых механизмов подойдёт любой из перечисленных вариантов. Для многоступенчатых гибкость важнее. Пока что по моему опыту лучше всего подошли пружины, работающие на растяжение, как наиболее гибкие из всех материалов.
В магазине McMaster-Carr можно купить что угодно, если знать правильное название. Наш канал для троса называется «continuous length extension spring» (9664K12) и стоит всего $4,40 за 36 дюймов.
Пружины диаметром поменьше можно заказать у Dr. Templeman and Co. Стоимость пружин будет побольше, но зато и ассортимент побогаче. Совсем малые диаметры можно найти у Molex.

Точка сгиба

В первый раз мне было довольно трудно представить себе конструкцию этого элемента. Тем не менее, поняв расположение окончаний тросов, эту деталь сконструировать просто. Каждый трос, управляющий нижней секцией, оканчивается петлёй. На том же позвонке оканчиваются и каналы троса, содержащие следующий набор управляющих тросов. Оттуда продолжается следующий набор тросов.

Альтернативные конструкции

Не могли бы мы использовать для позвонков другой материал, например, дерево – чтобы сэкономить на металлических втулках? Возможно, но такой дизайн сделан не просто так, а с расчётом.
Во-первых, сложность дизайна необходимо балансировать либо готовыми деталями, либо доступным методом изготовления (лазерный резак и 3D-принтер). Поэтому такую конструкцию могут сделать даже люди с нетипичными глазомером и ловкостью.
Во-вторых, технология изготовления прототипов должна быть детерминистской и повторяемой. Устройство должно вести себя одинаково, будучи изготовленным в любой части света. Не нужно практиковать магию и молиться богам клея, стоя на одной ноге, пока ваша эпоксидка застывает при каком-нибудь необычном уровне влажности. Простые технологии, ведущие себя одинаково везде и всегда.
Но ищите альтернативы дизайна сами. Я доработал контроллер и щупальце, но это не значит, что работа завершена. К моменту завершения третьей части статьи в ваших руках будет вся разработка, и вы сможете делать с ней, что захотите.
Часть 2

Ссылки

Технология, создающая логическую сеть в другой сети, получила аббревиатуру «VPN», что дословно на английском языке расшифровывается как «Virtual Private Network». Говоря простым языком, ВПН включает в себя разные методы связи между девайсами внутри другой сети и обеспечивает возможность применять различные способы защиты, что значительно увеличивает сохранность обмениваемой между компьютерами информации.

А это в современном мире очень важно, например, для сетей больших коммерческих корпораций и, конечно же, банков. Ниже описаны подробно руководства о том, как создать VPN, инструкции по процедуре для выполнения VPN подключения и как произвести грамотную настройку созданного VPN соединения.

Определение

Чтобы проще понять, что такое VPN, надо просто знать, что она может делать. Соединение ВПН выделяет определенный сектор в уже имеющейся сети и все находящиеся в нем компьютеры, и цифровая техника имеют постоянную связь друг с другом. Но самое главное, что этот сектор полностью закрыт и защищен для всех остальных находящихся в большой сети девайсов.

Как подключить VPN

Несмотря на первоначально кажущуюся сложность определения ВПН, ее создание в компьютерах на Windows и даже сама настройка VPN не представит особого труда при наличии подробного руководства. Главное требование – это обязательно неукоснительно следовать строгой последовательности нижеуказанных шагов:

  1. Кликнуть «Пуск» и открыть окошко «Панели управления»;
  2. Далее кликнуть «Просмотр состояния задач»;
  3. Затем «Центр упр. сетями и общ. доступом»;
  4. Далее войти в «Настройки нового подключ. или сети»;
  5. В отобразившемся меню кликнуть «Подключение к рабочему месту»;

Дальше настройка VPN выполняется, учитывая многообразные сопутствующие нюансы.

Как настроить VPN?

Настраивать необходимо с учетом индивидуальных особенностей не только операционной системы, но и оператора, предоставляющего услуги связи.

Виндовс ХР

Чтобы VPN в операционной системе Windows ХР успешно осуществляла свою работу требуется произвести следующие последовательные шаги:

  1. Через «Пуск» запустить «Панель управления» и перейти во вкладку «Сетевые подключения»;
  2. Далее перейти в меню «Мастер новых подключений» и установить отметку на «Подключить к сети на рабочем месте»;
  3. Кликнуть «Далее»;
  4. В отобразившемся меню поставить отметку на «Подключение к виртуальной частной сети»;
  5. Затем напечатать какое-нибудь наименование, как вы хотите назвать созданное соединение, и щелкнуть «Далее»;
  6. Затем указать наименование ПК, через который осуществляется VPN соединение и подключение;
  7. После этого по желанию пользователя можно в последнем окне создавать иконку на рабочий стол;
  8. Кликнуть «Готово»;

Потом при функционировании в созданной среде можно пользоваться некоторыми удобными функциями. Для этого необходимо сделать следующее:

  1. 2 раза быстро кликнуть на появившуюся иконку на раб. столе и щелкнуть на «Свойства»;
  2. Затем перейти в закладку «Безопасность»;
  3. Указав «Дополнительные …», выполнить настройку безопасности;

Примечание: ввод параметров всегда осуществляется по-разному, т. к. они зависят не только от сервера, но и от поставщика услуг связи.

Виндовс 8

В этой ОС вопрос, как настроить VPN, не должен вызвать особых затруднений, потому что здесь он почти автоматизирован.

Алгоритм последовательности действий состоит из следующих шагов:

  1. Вызвать контекстное меню на иконке состояния;
  2. Кликнуть на строчку «Центр упр.сетями и общ.доступом»;
  3. Затем щелкнуть на «Создание нового подключ. или сети»;
  4. Далее кликнуть «Использовать мое подключение к Интернету»;
  5. Щелкнуть на «Далее»;
  6. Напечатать адрес, название. Установить галочку на пункте сохранения данных и остальные отметить по мере необходимости;

Далее требуется указать опции сети. С этой целью произвести следующие действия:

  1. Открыть «Центр упр.доступом»;
  2. Кликнуть «Изменение параметров адаптера»;
  3. Затем на ВПН-подключении вызвать контекстное меню и нажать строчку «Свойства»;
  4. Далее в отобразившемся окне пройтись по закладкам и установить отметки на следующих пунктах:
  5. установить параметры, указанные на рисунке ниже:

Примечание: ввод настроек может значительно отличаться в зависимости от конфигурации сети.

Виндовс 7

Процесс выполнения настроек в Windows 7 прост и доступен даже неопытным пользователям компьютеров.

Чтобы их произвести пользователю Windows 7 требуется сделать следующие последовательные шаги:

  1. Кликнуть в трее на иконку похожую на дисплей ПК и в отобразившемся меню щелкнуть «Подключение»;
  2. Если требуется, то напечатать логин и код доступа, щелкнуть кнопку «Свойства»;
  3. Далее ввести свои конкретные параметры в закладке «Общие»;
  4. Затем перейти в закладку «Параметры» и тоже ввести конкретные данные соответствующие конкретной сети и серверу;
  5. Открыть закладку «Безопасность», где настроить конкретные параметры шифрования и защиты;
  6. Войти во вкладку «Сеть», наиболее часто используется «Протокол 4…», установить галочку;
  7. Открыть закладку «Доступ» и введя требуемые параметры кликнуть «Ok».

Примечание: с целью корректной работы необходима тщательный индивидуальный подбор всех параметров.

Android

Чтобы настроить нормальное функционирование гаджета с ОС Android в среде ВПН надо сделать несколько действий:

  1. Открыть «Настройки»;
  2. Перейти во вкладку «Другие сети»;
  3. Войти в пункт ВПН и ввести PIN;
  4. Указать тип ВПН и ввести индивидуальные параметры;
  5. Далее кликнуть на созданное подключение и напечатать логин и код доступа;
  6. Кликнуть «Подключиться»;
  7. Готово!

Характеристики соединения

Эта технология включает в себя разные виды задержек при процедурах передачи данных. Задержки проявляются из-за следующих факторов:

  1. Нужно некоторое время для установления связи;
  2. Идет постоянный процесс кодирования передаваемой информации;
  3. блокам передаваемой информации.

Самые значительные отличия присутствуют у самой технологии, например, для ВПН не нужны роутеры и отдельные линии. Чтобы эффективно функционировать, требуется только выход во всемирную паутину и приложения, обеспечивающие кодирование информации.

Фразы для знакомства в интернете

День казался серым, пока я не посмотрел твои фото. Ты с кем-то уже встречаешься? А давай со мной! 15

Добрый день, у меня есть отличная вакансия — на поход в кино, ресторан — на выбор. Хочешь откликнуться? 18

Хочешь поговорить с человеком, которому ты очень понравилась? 46

О, я тоже слушаю эту группу. Был у них на концерте, а ты? 6

Когда я тебя вижу, то понимаю, как же хорошо, что я совершенно свободен и мы можем встретиться. 11

На всех фотографиях ты очень стильно выглядишь. Просто, безупречный вкус. Я просто влюбился. Познакомимся? 13

Думаю, у мeня нeт шaнcoв пoзнaкoмитьcя c дeвушкoй, ocoбeннo c тaкoй кpacaвицeй. Дaй знaть, ecли этo нe тaк 34

Твоя красота сразила меня так, что я забыл, что хотел тебе сказать. Давай подружимся? 23

Привет, как поживаешь? Красивое ожерелье (платье, туфли, кроссовки). 8

Прекрасная незнакомка! Уже час не могу оторвать глаз от вашего фото! Сражен, сражен! 16

Привет, поменяй, пожалуйста, мое свободное время на общение с тобой? Я хочу с тобой познакомиться, хочу пригласить тебя на свидание! 13

Ты красива, будто пришла из сказки. Извини, можно мне подправить твои планы на вечер? Может встретимся? 13

Думается, что я не единственный, кто хотел бы с вами познакомиться. Но я – лучший! 14

Тебе тоже не спится? Мне очень понравилось как ты рассказала о себе. Лучше и не напишешь, наверное. И фото твои классные. Хотелось бы с тобой познакомиться, конечно. 14

Ты для меня загадка. Разреши, я попробую угадать все твои тайны и секреты? 17

Привет, а можно я с тобой поговорю? Вот смотрю на тебя и понимаю, что нам обязательно надо познакомиться! 21

Давно зарегистрирована на сайте? Какие впечатления от общения? 11

У вас в профиле написано, что вы бегаете по утрам. Какое совпадение – я тоже. Давайте бегать вместе. 12

Привет, я сейчас читал интересную историю. Парень познакомился с девушкой, и они вполне счастливо! Знаешь как он с ней познакомился? Сказал: «Привет, я сейчас читал интересную историю!» 16

Вы не курите! Какая молодец! Давно мечтал познакомиться с девушкой, ценящей свое здоровье. 10

Я не могу оторвать взгляд от твоих фото, от твоих глаз. Решил написать, можно с тобой пообщаться? 5

Здравствуйте, девушка. О чем вы мечтаете? А я вот – о знакомстве с вами! 11

Я так долго смотрел на твои фото… Скажи, ты веришь в любовь где-то так с двадцать восьмого взгляда? 19

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *