ДВИЖЕНИЕ РОБОТА LEGO MINDSTORMS EV3 ПО ПРЯМОЙ ЛИНИИ

I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

ДВИЖЕНИЕ РОБОТА LEGO MINDSTORMS EV3 ПО ПРЯМОЙ ЛИНИИ

Панов В.А. 1
1
Волова А.Н. 1
1
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Содержание.

  1. Введение

  2. Конструктор Lego Mindstorms EV3

  3. Подготовительный этап

  4. Создание и калибровка программы

  5. Заключение

  6. Литература

3

4

5

5

7

8

1.Введение.

Робототехника является одним из важнейших направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

За последние годы успехи в робототехнике и автоматизированных системах изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Многие устройства, принимающие решения на основе полученных от сенсоров данных, тоже можно считать роботами — таковы, например, лифты, без которых уже немыслима наша жизнь.

Конструктор Mindstorms EV3 приглашает нас войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.

Цель: Научится программировать движение робота по прямой линии.

Задачи:

  1. Познакомится с конструктором Mindstorms EV3 и его средой программирования.

  2. Написать программы движения робота по прямой на 30 см, 1 м 30 см и 2 м 17 см.

  1. Конструктор Mindstorms EV3.

Детали конструктора - 601 шт., серводвигатель - 3 шт., датчик цвета, сенсорный датчик движения, инфракрасный датчик и датчик касания. Микропроцессорный блок EV3, является мозгом конструктора LEGO Mindstorms.

За движение робота отвечает большой сервомотор, который подключается к микрокомпьютеру EV3 и заставляет робота двигаться: ехать вперед и назад, поворачиваться и проезжать по заданной траектории. Данный сервомотор имеет встроенный датчик вращения, который позволяет очень точно контролировать перемещение робота и его скорость.

Заставить робота выполнять действие можно с помощью компьютерной программы EV3. Программа состоит из различных блоков управления. Мы будем работать с блоком движения.

Блок движение управляет двигателями робота, включает, выключает, заставляет работать, соответствующее поставленным задачам. Можно запрограммировать движение на определенное количество оборотов, или градусов.

  1. Подготовительный этап.

  1. Создание технического поля.

На поле работы робота нанесем разметку, с помощью изоленты и линейки создадим три линии длиной 30 см – зелёная линия, 1 м 15 см - красная и 2 м 17 см – чёрная линии.

  1. Необходимые расчеты:

Диаметр колеса робота – 5 см 7 мм = 5,7 см.

Один оборот колеса робота равен длине окружности с диаметром 5,7 см. Длину окружности находим по формуле

, где r – радиус колеса, d – диаметр, π = 3,14

l = 5,7 * 3,14 = 17,898 = 17,9.

Т.е. за один оборот колеса робот проезжает 17,9 см.

Рассчитаем количество оборотов необходимых, что бы проехать:

  1. 30 см

N = 30 : 17,9 = 1,68.

  1. 1 м 30 см = 130 см

N = 130 : 17,9 = 7,26.

  1. 2 м 17 см = 217 см.

N = 217 : 17,9 = 12,12.

  1. Создание и калибровка программы.

Создавать программу будем по следующему алгоритму:

Алгоритм:

  1. Выбрать блок движения в программе Mindstorms EV3.

  2. Включить оба мотора в заданном направлении.

  3. Ожидать изменение показания датчика поворота одного из моторов до заданного значения.

  4. Выключить моторы.

Готовую программу загружаем в блок управления робота. Ставим робота на поле и нажимаем кнопку пуска. EV3 едет по полю и останавливается в конце заданной линии. Но для того, что бы добиться точного финиша приходится производить калибровку, так как на движение влияют внешние факторы.

  1. Поле установлено на ученические парты, поэтому возможен небольшой прогиб поверхности.

  2. Поверхность поля гладкая, поэтому не исключено плохое сцепление колес робота с полем.

  3. В расчетах количества оборотов нам приходилось округлять числа, и поэтому, изменив сотые доли в оборотах, мы достигли требуемого результата.

5.Заключение.

Умение программировать движение робота по прямой линии пригодится для создания более сложных программ. Как правило, в технических заданиях соревнований по робототехнике указаны все размеры передвижения. Они необходимы, что бы программа не была перезагружена логическими условиями, циклами и другими сложными блоками управления.

На следующем этапе знакомства с роботом Lego Mindstorms EV3 предстоит научиться программировать повороты на определенный угол, движение по кругу, спирали.

Работать с конструктором очень интересно. Узнавая больше о его возможностях, можно решать любые технические задачи. А в будущем, возможно, создавать свои интересные модели робота Lego Mindstorms EV3.

Литература.

  1. Копосов Д. Г. «Первый шаг в робототехнику для 5-6 классов». – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012 – 286 с.

  2. Филиппов С. А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2010г.

  3. Интернет - ресурсы

  1. http://lego. rkc-74.ru/

  2. http://www.9151394.ru/projects/lego/lego6/beliovskaya/

  3. http://www. lego. com/education/

9

Просмотров работы: 6856