Создание мобильного робота

СОЗДАНИЕ МОБИЛЬНОГО  РОБОТА.

 Цель проекта - создание мобильного   робота. Объектом исследования  были  простейшие роботы ТЕХНОЛАБА начального уровня.  На примере жуков -  роботов из начального уровня  ТЕХНОЛАБА  была изучена  методика  конструирования  роботов,  основы создания программ  в  среде «RoboPlus» и  создан   мобильный робот.

Методы исследования: наблюдение,  эксперимент, сравнение, описание.          Материально-техническое и информационное обеспечение: компьютер и программное обеспечение,  среда программирования «RoboPlus», конструктор ТЕХНОЛАБ начального уровня (набор деталей и электронных блоков)  для создания программируемого робота.

В ходе работы  был   проектирован  и  создан    мобильный  робот   на базе робототехнического конструктора ТЕХНОЛАБ,  с  программным обеспечением,  созданным  в  среде  «RoboPlus».

Он представляет собой  автономный робототехнический комплекс для перемещения. Робот оснащен навигационной системой     и комплектом датчиков.

 Робот может быть использован как автономный самоходный носитель исследовательской аппаратуры,  сканирующих систем  и  т.  д.,   т. е.  может выполнять  транспортные   и  исследовательские функции, так же   как научно-образовательный комплекс для обучения учащихся младших классов робототехнике.

Разработка и программирование систем управления – это неотъемлемая часть процесса проектирования робототехнических систем. Программирование  подобных устройств осуществляется в специальных средах для разработки. В нашем случае для программирования робототехнического модуля была использована  среда «RoboPlus»,  в частности, RoboPlus Task  -  программная среда для написания  и редактирования  управляющих программ.  Данная программа является основным инструментом для разработки программ для образовательных робототехнических модулей  «ТЕХНОЛАБ».

Для создания  мобильного робота использованы:

• 86 деталей, представляющих собой перфорированные пластины из высококачественного пластика;
• 56 элементов различных подвижных передач и шарниров;
• 28  деталей, представляющих собой конструктивные элементы и переходные фланцы между различными компонентами набора;
• 236 крепежных элементов, представляющих собой пластиковые втулки и заклепки.

    Крепежные элементы позволяют реализовывать как фиксированные соединения деталей и фланцев, так и подвижные вращающиеся соединения шарниров и различных передач.

      В  состав  робота входят  следующие  элементы:

• Привод  на базе двигателя постоянного тока и понижающего редуктора в количестве 4 шт. Привод представляет собой электромеханическую сборку двигателя, а так же редуктора.
• Пульт дистанционного управления  – 1шт. Пульт представляет собой ИК-джойстик с программируемыми кнопками в количестве 10 штук, а так же кнопкой включения/выключения и переключения режимов. Питание пульта осуществляется от источников питания типа АА, суммарным напряжением 3В. Конструкция пульта предусматривает возможность замены ИК-модуля передачи данных на модуль типа  Bluetooth.
• ИК–приемник - 2шт.   Для приема сигнала от внешних устройств управления.
• Модуль – USB – 1шт. Для программирования управляющего контроллера.
• Отсек для установки источников питания типа АА – 2шт.
• Управляющий контроллер – 2шт. Управляющий контроллер представляет собой блок управления конструктивно и электрически совместимый со всеми элементами базового набора.  Контроллер представляет собой единый модуль управления, включающий в себя следующие элементы: 3 ИК-дальномеры,  встроенный микрофон для распознавания окружающих звуков, а так же динамик. Управляющий контроллер обладает портом для подключения двигателей – 4 шт, портом для подключения датчиков и внешних устройств – 2шт, коммуникационным портом для беспроводного управления и программирования – 1шт. На корпусе управляющего контроллера расположен разъем для подключения внешнего питания, а так же кнопка включения/ выключения питания контроллера.  Все элементы  робототехнического набора конструктивно и электрически совместимы друг с другом.

   Таким  образом,   робот состоит из четырех приводов, с помощью которых осуществляется движение робота, и программируемого контроллера, предназначенного для управления роботом.  Несмотря на то, что конструкция робота необычная, робот является полноценным мобильным роботом, способным перемещаться в соответствии с заданным алгоритмом.

ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ

Рисунок 1- Листинг программы,  часть 1.

Рисунок 2 – Листинг программы,  часть 2.

Рисунок 3-Листинг программы, часть 3

Рисунок 4 – Робот

Несмотря на то, что конструкция робота необычная, робот является полноценным мобильным роботом, способным перемещаться в соответствии с заданным алгоритмом,  распознавать препятствия,  издавать звуки, слышать звуки и выбирать алгоритм действия, выполнять   дистанционные команды, посылаемые с ИК-пульта. 

Литература

1. К.Б. Ермишин, И.И. Мацаль.   Методические рекомендации для ученика: образовательный  робототехнический модуль (начальный уровень)= Москва: Издательство «Экзамен» , 2014 г.- 96 с.
2. К.Б. Ермишин, И.И. Мацаль.   Методические рекомендации для преподавателя: образовательный  робототехнический модуль (начальный уровень)= Москва: Издательство «Экзамен» , 2014 г.- 96 с.