XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Робот для заточки карандашей ОСТРИК
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Моя мама работает воспитателем в детском саду. У неё в группе много маленьких детей. Дома она готовится к занятиям, на что уходит много времени. Я заметил у мамы на пальцах повреждения. Она сказала, что это мозоли от заточки карандашей.
Рис. 1 Мама затачивает карандаши.
Гипотеза.
Я смогу разработать и изготовить робота для заточки карандашей.
Рис. 2 Робот из моей гипотезы
Робот - устройство, выполняющее работу по заданной программе. Робот состоит из аппаратной и программной частей.
Цель проекта:
Разработать и изготовить робота для заточки карандашей.
Задачи проекта:
1. Изучить существующие приспособления для заточки карандашей;
2. Выяснить преимущества и недостатки существующих приспособлений для заточки карандашей
Программа исследования существующих точилок для карандашей.
Я купил в магазине 3 вида точилок и провёл их исследование на производительность, безопасность и удобство использования.
Результаты исследования точилок.
Рис. 3 Точилка ручная №1.
Точилка под №1 имеет малую производительность. От таких точилок часто появляются мозоли на руках.
Рис. 4 Точилка офисная №2.
Точилка под №2 приводится в действие рукояткой, но нужно отвлекаться от других дел при заточке большого количества карандашей.
Рис. 5 Точилка с электроприводом №3.
Точилка под №3 приводится в действие при помощи электромотора. Нужно отвлекаться от других дел при заточке большого количества карандашей и у неё быстро разряжаются батарейки.
Разработка конструкции робота для заточки карандашей.
Я решил изготовить робота из точилки №2, т.к. её можно автоматизировать.
Материалы и оборудование.
Для изготовления робота для заточки карандашей мне понадобились:
- точилка офисная №2;
- штангенциркуль;
- ноутбук с программами;
- 3D принтер;
- набор LEGO MINDSTORMS TV 3;
- чертёжные инструменты;
- клеевой термопистолет.
Разработка алгоритма работы робота.
1. Карандаши помещаются в бункер;
2. Робот отклоняется назад;
3. Карандаш из бункера подаётся в точилку;
4. Карандаш зажимается в точилке;
5. Робот наклоняется вперёд;
6. Включается вращение точилки и карандаш затачивается;
7. Освобождается зажим карандаша;
8. Включается обратное вращение точилки;
9. Заточенный карандаш извлекается из точилки в ящик.
Цикл повторяется с позиции 2.
Изготовление робота.
Рис. 6 Рис. 7
Рис. 6, 7 Изготовление эскизов деталей робота
Моделирование деталей в программе КОМПАС 3D.
Рис. 8 Моделирование деталей робота
Сборка робота.
Напечатал детали на 3D принтере. Собрал аппаратную часть робота.
Рис. 9 Сборка робота
Рис. 10 Внешний вид робота
Программирование робота.
Перед программированием составил схему программы.
Рис. 11 Составление схемы программы и сама схема
По алгоритму и схеме составил программу робота.
Рис. 12 Программа работы моего робота
Испытание робота.
После отладки программы мой робот научился затачивать карандаши.
Рис. 13 Испытания робота для заточки карандашей
Производительность моего робота.
Мне захотелось узнать - сколько времени необходимо моему роботу, чтобы заточить один карандаш. Я включил робота и заметил время, через которое заточенный карандаш выпал в лоток. Это время составило 45 секунд.
Вывод.
Моя гипотеза подтвердилась.
Я создал робота для заточки карандашей, которого назвал ОСТРИК. Пока он затачивает карандаши, мама успевает переделать много своих личных дел, и мозолей от заточки карандашей у неё больше нет.