XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
РОБОТ ППБК – 1 (Помощник изготовления национального блюда «Күөрчэх»)
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Робототехника вошла в мир в середине ХХ века. Основой робототехники были техническая физика, электроника, измерительная техника и многие другие технические и научные дисциплины. В начале ХХI века робототехника является одним из приоритетных направлений в сфере экономики, машиностроения, здравоохранения, военного дела и других направлений деятельности человека.
В 1947 году компания Lego начала выпуск пластиковых игрушек и уже в 1949 появились знаменитые защелкивающиеся кирпичики Lego.
Основными идеями Lego являются модульность и совместимость. Хотя кирпичики за 65 лет своего существования меняли дизайн и форму, они абсолютно совместимы между собой. Современные элементы вполне можно присоединить к элементам 40-летней давности.
Робототехника в школе приучает смотреть на проблемы шире и решать их в комплексе. Созданная модель всегда находит аналог в реальном мире. Задачи, которые ставятся роботу, предельно конкретны, но в процессе создания машины обнаруживаются ранее непредсказуемые свойства аппарата или открываются новые возможности его использования.
И в данной работе мы представляем Робота ППБК-1 – это робот – помощник изготовления национального блюда «Күөрчэх» на базе конструктора EV3.
Актуальность: Национальное блюдо «Күөрчэх» приготавливается в данное двумя способами: приспособлением «Ытык» и миксером. Настало время использовать роботизированные механизмы в домашних условиях, и это идея натолкнула нас создании робота ППБК-1.
Каждое утро в моей семье традиционно приготавливаем на завтрак “Күөрчэх”. Традиционный способ приготовления занимает много времени и сил. А способ второй, использование миксера шумно и потрачивает электричество.
Основной целью работы является создание модели робота, которая может облегчить труд, сэкономить время, отведенное на приготовления блюда «Күөрчэх».
Гипотеза: при приготовлении «Күөрчэх» возникает вопрос, как быстро и без труда приготовить «Күөрчэх» с минимальной затратой времени и сил.
Предмет исследования: базовый набор конструктора EV3.
Объект исследования:эффективность применения созданного Робота ППБК-1 – робот помощник изготовления национального блюда «Күөрчэх» на базе конструктора EV3.
Для реализации намеченной цели исследования были поставлены следующие основные задачи:
Изучить способы применения зубчатых передач для конструкторов «Лего»;
Провести исследовательскую экспериментальную работу с целью выявления эффективности использования Робота ППБК-1.
Практическая значимость: созданный Робот ППБК-1 сможет помочь и облегчить труд людям, при приготовления блюда «Күөрчэх».
Благодаря автоматизированной системе приготовления блюда можем включить робота и пойти заниматься другими делами, тем самым сэкономить время.
Исследовательская работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе рассматривается теоретический материал по теме «Зубчатые передачи Lego». Во второй главе описан ход создание и характеристика робота ППБК-1.
ГЛАВА 1. Зубчатые передачи Lego
Для передачи крутящего момента от ведущего к ведомому, используется шестерня.
С помощью шестерней можно:
Изменять скорость вращения и вращающий момент;
Изменять направление вращения;
Передавать вращающий момент между скрещивающимися осями;
Зубчатая передача - это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.
Зубчатая передача бывает:
Понижающая;
Повышающая;
Червячная передача
Коническая;
Реечные.
Расчет передаточных отношений:
Виды зубчатых передач
|
Понижающая зубчатая передача: замедляет скорость кружения шестеренок. |
Повышаюшая зубчатая передача: ускоряет скорость кружения шестеренок. |
|
Червячная передача: Передача вращательного движения (крутящего момента) на скрещивающиеся оси с помощью червяка и зубчатого колеса. |
Коническая зубчатая передача: Передача вращательного движения (крутящего момента) на перпендикулярные оси (под ). |
|
Реечные передачи: Один из видов механических передач, преобразующий вращательное движение в поступательное. |
Ременная передача: Передача вращательного движения (крутящего момента) на параллельные оси с помощью ремня и минимум двух шкивов. |
ГЛАВА 2. Создание и характеристика Робота ППБК – 1
Есть немало народных способов приготовления блюдо «Күөрчэх». С целью выявления способов приготовления был проведен опрос среди населения.
|
Возраст респондентов |
Количество |
Ытык |
Миксер |
Блендер |
|
До 18 лет |
220 |
134 |
85 |
11 |
|
19- 50 лет |
54 |
36 |
18 |
- |
|
51 и старше |
15 |
12 |
3 |
- |
Вывод:
Из проведенного исследования можно сделать вывод, что основными способами приготовления блюдо «Күөрчэх» является приспособление ытык.
И это исследование натолкнуло нас на идею создания робота - ППБК-1 с применением насадки в виде ытык на базе конструктора EV3.
Название робота придумано от аббревиатуры слова:помощникприготовления блюдо «Күөрчэх».
Назначение:Приготовление блюда «Күөрчэх».
Уникальность:Данная конструкция построена на базе робота EV3, и с использованием 1 контроллера, 1 датчика касания, 1 большого и 3 средних моторов. Она работает без электричества, автономно.
Функциональные возможности:Работает от батарейки или аккумулятора.
Техническая характеристика: базовый набор конструктора EV3 с использованием 2-х больших моторов и датчика касания. Размер модели: ширина 40 см, длина 42 см, высота 27 см.
Проведение исследования
|
Способ приготовления |
Объем (граммах) |
Время |
Недостатки |
|
С применением ытык |
200 |
2 мин 05 сек |
Нужны навыки раскрутки |
|
С применением миксера с обычной насадкой |
2 мин |
Шумно, устает рука от вибрации |
|
|
С применением миксера с насадкой ытык |
1 мин 40 сек |
Шумно, устает рука от вибрации |
|
|
С применением блендера |
40 сек |
Блюдо не похожа на күөрчэх |
|
|
С применением робота ППБК – 1 |
2 мин |
Используется 6 штук батареек |
Мониторинг времени
Программа робота
Вывод:
1) Исследование показало, что приготовление роботом ППБК – 1 оказалась оптимальным и одним из быстрых способов приготовления блюда «Күөрчэх».
2) Из таблицы проведенного эксперимента видно, что при приготовлении возникают следующие трудности:
С применением ытык: может быть трудновато, если не имеешь навыки. Придется самому, крутить ытык;
С применением миксера с обычной насадкой: работает от электрической сети, шумно, устает рука от вибрации и тяжести миксера;
С применением миксера с насадкой ытык: работает от электрической сети, шумно, менее устает рука от вибрации и тяжести миксера;
С применением блендера: работает от электрической сети, блюдо не похоже на күөрчэх;
С применением робота ППБК – 1: работает автономно, потребуется 6 штук батареек.
Таким образом, с применением автоматизированного робота «ППБК – 1» можем сэкономить время, тем самым он может стать незаменимым помощником в приготовлении традиционного блюда «Күөрчэх».
Так как она работает от батарейки, ее можно использовать, где угодно независимо от электросети.
З АКЛЮЧЕНИЕ
Наша модель робота «ППБК –1» может автономно приготовить блюдо. С применением автоматизированного робота удается экономить время, тем самым он может стать незаменимым помощником в приготовлении традиционного блюда «Күөрчэх».
Основные выводы по проведенной исследовательской работе:
В теоретической части работы нами изучены зубчатые передачи конструктора «lego».
Создана модель Робота ППБК-1.
Проведена исследовательская экспериментальная работа с целью выявления эффективности использования Робота ППБК-1.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Алдан Лукачевский. Взгляд в прошлое: каким был быт якутской семьи?, 2014
Зубчатая передача http://inoschool.ru/item/204-13-zubchataya-peredacha
Простые механизмы https://infourok.ru/zanyatie-po-legokonstruirovaniyu-prostie-mehanizmi-zubchataya-peredacha-1054050.html
Секреты механических передач Lego WeDo 2.0 https://xn--d1acamalered3bf4b5g.xn--p1ai/%D1%81%D0%B5%D0%BA%D1%80%D0%B5%D1%82%D1%8B-%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85-%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87-lego-wedo-2-0/
В.Л. Серошевский. Якуты. Опыт этнографического исследования, т. 1, СПБ, 1896.