III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ПРОЕКТНАЯ РАБОТА "РОБОТОТЕХНИКА"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" 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
-
Корягин А.В. «Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов» , 2016 г.
-
«Первый Робот LEGO WeDo. Книга для учителя»
-
«LEGO MINDSTORMS EV3 руководство пользователя»
-
«LEGO MINDSTORMS EV3 инструкция по сборке»
8. Приложение
Модель №1
Модель №2
Модель №3
Модель №4
Модель №5