III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА "РОБОТОТЕХНИКА"
Цимбалюк К.А.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


2. Введение

2.1. Что такое робототехника?

Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Лего-робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов – лего-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

2.2. Что такое соревнования LEGO-роботов?

Всемирная олимпиада роботов — это соревнования для школьников в возрасте от 10 до 21 лет. Олимпиада представляет собой соревнования LEGO-роботов трёх разных категорий: основной, творческой и футбола роботов. Для основной категории задача заключается в сборке и программировании робота, который должен выполнить определенное задание; размеры робота стандартно ограничены: 25x25x25 см. Участники творческой категории готовят проект на заданную тему. Задания для основной и творческой категории каждый год разные, как правило, усложняются от года к году. Для участия в футболе роботов команда должна подготовить двух автономно работающих роботов: нападающего и вратаря, которые сразятся с роботами противника на специальном поле, используя специальный мяч с инфракрасным излучением.

3.Актуальность

В современном мире область применения робототехники в различных сферах деятельности человека очень широкая и не перестает расти. Применение роботов позволяет значительно снизить участие человека в тяжелой и опасной работе. Например, тушение пожаров без помощи оператора, выполнение спасательных операций или передвижение по заранее неизвестной местности. Постепенно роботы входят и в обычную жизнь человека. Использование мобильных роботов позволяет удовлетворять каждодневные потребности: роботы-сиделки, роботы - нянечки и так далее. В связи с этим современное общество очень нуждается в грамотных специалистах в этой области.

4. Цель и задачи.

Цель:

Сконструировать робота для участия в соревнованиях LEGO-роботов.

Задачи:

  • Приобрести навыки конструирования и моделирования роботов на базе конструктора LEGO EV3

  • Освоить программирование в EV3 PROGRAMMER

  • Сконструировать и запрограммировать несколько вариантов роботов

  • Выбрать наилучшую сконструированную модель робота для участия в соревнованиях

5. Ход работы

5.1. I этап:«Приобрести навыки конструирования и моделирования роботов на базе конструктора LEGOEV3»

Для обучения был использован базовый набор LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3. Базовый набор разработан для любознательных робототехников в возрасте от 10-ти лет. За основу взята фирменная база LEGO Techniс. В него входит: микрокомпьютер позволяющий программировать роботов, 2 больших и 1 маленький сервомоторы, которые приводят робота в движение. Приставка «серво» означает встроенный в моторы датчик вращения, который контролируется с компьютера. Так же в него входят: 1 гироскопический датчик, 2 датчика касания, 1 датчик цвета и 1 ультразвуковой. Все они позволяют роботу видеть слышать и чувствовать, подключаются и управляются они с микрокомпьютера. Ещё существует ресурсный набор, который позволяет создать более больших и сложных роботов.

5.2. II этап: «Освоить программирование в EV3 PROGRAMMER»

Программное обеспечение устанавливается на персональный планшет или компьютер. В процессе обучения, я познакомился с основами программирования EV3 и написал несколько простых программ. Позже я узнал, что есть разветвлённое программирование, которое позволяет роботу выполнять одновременно 2 и более функций. Разветвлённое программирование оказалось очень интересным но, более сложным.

5.3. III этап: «Сконструировать и запрограммировать несколько вариантов роботов»

Модель №1

Первый робот, которого я построил, мог обнаруживать препятствия. Я спроектировал его как робота-исследователя, но в нем была недоработка - не удавалось закрепить камеру в нужном положении.

Модель №2

Мой второй робот уже мог обнаруживать препятствия и даже объезжать их. Он был спроектирован как улучшенная модель первого робота.

Модель №3

Третий робот мог проходить лабиринт! В нём было важно правильно поставить датчик цвета, чтобы он успевал замечать границы лабиринта и вовремя поворачивать.

Модель №4

Четвертый робот мог держаться в пределах ринга и оказывать сопротивление сопернику! В этом роботе была важна устойчивость.

Модель №5

Пятый робот мог захватывать предмет и перемещать его! Он был сделан мной по принципу манипулятора. Он подходил для творческой категории

5.4. IV этап: «Выбрать наилучшую модель»

Каждый из роботов справился со своей задачей, но только способности моделей №3, №4 и №5 подходят для участия в соревнованиях!

6. Заключение

В результате знакомства с робототехникой, я смог достичь поставленной цели - сконструировать робота, способного принять участие в соревнованиях! И даже не одного! Теперь я готов к соревнованиям LEGO-роботов!

7. Список использованных источников

  1. Корягин А.В. «Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов» , 2016 г.

  2. «Первый Робот LEGO WeDo. Книга для учителя»

  3. «LEGO MINDSTORMS EV3 руководство пользователя»

  4. «LEGO MINDSTORMS EV3 инструкция по сборке»

8. Приложение

Модель №1

Модель №2

Модель №3

Модель №4

Модель №5