Описание сборки робота-сортировщика цветных элементов

Слайд 1

Муниципальное общеобразовательное учреждение Курмышская средняя школа конкурс технического творчества "Время, вперед!" номинация "Робототехника" Робот-сортировщик цветных элементов Выполнил: ученик 9 класса Дмитриев Алексей Олегович Руководитель: Пресняков Алексей Евгеньевич 607467, Нижегородская область, Пильнинский район, село Курмыш , улица Мартьянова, дом 55 телефон 8 (831) 92-43-229 2017 г.

Слайд 2

Пояснительная записка Робот — автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ. Конструирование модели робототехнического устройства, способного выполнять определенные функции, свойственные человеку. При программировании роботов ЛЕГО используют программу LEGO MINDSTORMS EV3, в нашем случае мы программируем робота на языке EV3, используя датчики и сервомоторы, что является новизной в нашем программировании и конструировании. LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн ". В результате работы мы сконструировали робота – сортировщика цветовых элементов, исследовали выполнение им определенных функций, в зависимости от работы его основных элементов и выяснили, что модель может заменить человека при выполнении работы.

Слайд 3

Цели и задачи: Цель : Создание робота для сортировки цветных элементов в промышленном масштабе. А так же формирование культуры конструкторско-исследовательской деятельности и освоение приемов конструирования, программирования и управления робототехническими устройствами (базовый набор конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544)). Задачи : - познакомиться с конструктором LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544); - изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS Education EV3; - сконструировать модель робота; - создать программу для управления роботом; - испытать полученного робота. Предмет исследования : конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV 3.

Слайд 4

Работа над роботом ограничена наличием начального набора LEGO MINDSTORMS EV 3(45544): крепежных деталей, датчиков и возможностью микроконтроллера конструктора. Данный робот умеет определять цвета и сортировать детали по цвету. Сначала предмет сканируется специальным инфракрасным датчиком. После того, как происходит сканирование, передаётся звуковой сигнал - называется цвет предмета, в зависимости от которого машина определяет направление предмета. Далее, предметы сортируются по цветам. Протестировав работу модели на созданной программе с помощью языка EV 3, и выяснил, что робототехническое устройство работает согласно заложенным командам, то есть при определенных условиях, робот может анализировать (различать) цветовые элементы, переносить их и сортировать, то есть выполнять работу человека.

Слайд 5

Описание сборки Робота-сортировщика цветных элементов Сначала я создал робота теоретически, т.е. я определил, какие операции он будет выполнять. И приступил к пошаговой сборке робота: Шаг 1 : Подготавливаем детали разных цветов, которые будут выполнять роль сортировочных цветовых элементов. Имеется четыре вида цветов, каждой детали по две штуки.

Слайд 6

Шаг 2: Делаем основу для главного блока EV3, а так же присоединяем к нему датчик определение цвета. Выводим из него провод. Шаг 3 : Начинаем собирать первую часть сортировочного механизма. Собираем первую половину основы и присоединяем к ней два колеса. Скрепляем их второй половиной.

Слайд 7

Далее к тому, что получилось, присоединяем двигатель и выводим из него провод. С помощью шестерёнок делаем привод на крайнее колесо. Так же присоединяем датчик касания, и из него тоже выводим провод. Аналогично собираем вторую часть с двумя колёсами, только без двигателя и датчика . Скрепляем их вместе.

Слайд 8

Всё это соединяем с уже раннее сделанным главным блоком. Должно получиться так:

Слайд 9

Шаг 4 : Делаем распределяющий по цветам механизм. Начинаем с двигателя, который будет выталкивать разноцветные детали. Делаем основание для него, так как показано на фотографии: Далее конструкцию которая получилась, соединяем с гусеницей. Она состоит 43 скреплённых между собой пластинок + 7, которые мы поставили в саму конструкцию с выталкивающим двигателем .

Слайд 10

Вот что получилось:

Слайд 11

Шаг 5 : Заключение. Выталкивающий механизм соединяем с частью которую мы делали в третьем шаге. Располагаем гусеницу на четыре колеса. Подключаем датчики и двигатели по проводам к блоку EV 3 . В конечном результате получается так:

Слайд 12

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: Датчик цвета, очень важный и полезный датчик! В большинстве конструкций он является, тем, чем у человека являются глаза. Поэтому изучению датчика цвета мы посвятим два последовательных урока, но в дальнейшем курсе еще вернемся к его изучению и использованию. Необходимо написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета. Для отладки программы нам понадобится несколько цветных предметов: это могут быть кирпичики конструктора Lego . Для лучшего результата следует взять цвета, максимально приближенные к основным, но датчик довольно неплохо справляется с распознаванием подходящих оттенков.

Слайд 13

Рис. 1 Программный блок "Переключатель " Создадим программу, установим в программе блок "Переключатель", выберем режим "Датчик цвета" - "Измерение" - "Цвет" (рис.1). В отличие от программного блока "Ожидание", программный блок "Переключатель" не ждет, пока наступит определенное событие, а проверяет текущее состояние и выполняет программные блоки, находящиеся в контейнере, сопоставленном текущему состоянию.

Слайд 14

Продолжим формирование программного блока "Переключатель" (рис. 3): - создадим необходимое количество контейнеров, соответствующее количеству цветов для распознавания + вариант "Без цвета", - в настройках контейнеров установим распознаваемые цвета, - в каждый контейнер поместим программный блок "Звук" голосовое сообщение определенного цвета. - каждому цвету сопоставим соответствующий звуковой файл. Рис. 3 Формирование программного блока "Переключатель"

Слайд 15

Наш программный блок "Переключатель" значительно увеличился в размерах. Специальная кнопка (Рис. 4 поз. 1) позволяет переключить режим отображения блока на экране на "Вид с вкладками". Изменим размеры блока для комфортного визуального отображения. Рис. 4 Блок "Переключатель" Вид с вкладками Осталось вставить наш настроенный программный блок "Переключатель" внутрь программного блока "Цикл". Программа готова! Загрузим её в робота и протестируем работу! (Рис. 5)

Слайд 16

Добавим в нашу программу движение. Сделаем следующее поле для выполнения задания: необходимо написать программу прямолинейного движения робота, называющего цвета, которые он выкидывает. При достижении определенного расстояния в зависимости от цвета робот останавливается, проговаривает цвет и выбрасывает элемент.

Слайд 17

Заключение В ходе работы над данным роботом у меня сформировались умения и навыки: - самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.); - создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO; - создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы MINDSTORMS EV 3; - передавать (загружать) программы в EV 3; - корректировать программы при необходимости; - демонстрировать технические возможности роботов; - излагать логически правильно действие своей модели (проекта).

Слайд 18

В результате реализации проекта «Робот-сортировщик цветовых элементов» у меня получилась модель робота, которую ещё нельзя использовать на соревнованиях по робототехнике. Она не оставляет банки в заданном месте. Я получили первые навыки программирования в среде LEGO MINDSTORMS EV 3. Перспективы развития Робототехники в школе: - создание новых моделей роботов, - участие в различных состязаниях робот, - довести программу до конца. Я считаю, что за мобильными роботами или вообще за мобильными устройствами - будущее человечества. Но, помимо этого, занятие робототехникой очень интересно.