VEX на службе моделирования

Министерство образования и науки Республики Бурятия

Муниципальное образование  «Прибайкальский район»

Муниципальное образовательное учреждение

 «Коменская средняя общеобразовательная школа»

Секция «Исследовательские работы по физике»

«VEX на службе моделирования»

Выполнил: Федореев Даниил,

ученик 8 «а» класса

Руководитель: Никифорова Екатерина Владимировна,

учитель математики МОУ «Коменская СОШ»

2024год

Оглавление

1. Введение ……………….……………………………………………………………….3
2. Основная часть

1. История робототехники  ………………………………………………………4
2. Изготовление модели ………………………………………………………….5
3. Результаты испытания           …………….………………………………...….6

3. Выводы    ……………………………………………………………………………….7
4. Заключение……………………………………………………………………………..8
5. Список литературы…………………………………………………………………….8
6. Приложение…………………………………………………………………………….9

I.Введение

Окружающий нас мир стремительно меняется. Современный мир невозможно представить без роботов. Это автоматические устройства, созданные для различных целей – образовательных, производственных, развлекательных и другие,- уверенно входят в нашу жизнь. Теперь робот – это не уже фантастика, не мечта, а реальность.

Сегодня робототехника стала доступна для любого возраста. Создать самую простую модель робота по силам даже первокласснику. В нашей школе в лаборатории «Точка роста» есть несколько разных наборов робототехники для сборки роботов. Собирая по инструкции базовую модель из набора VEX IQ, я решил попробовать изменить эту модель, и исследовать данную модель на проходимость при различных моделях колес. Тем самым доказывая, что моделирование робота может служить для конструирования различных транспортных средств с высокой проходимостью при различных условиях наших дорог.

Цель работы - исследование технических возможностей робота на базе стандартного привода VEX IQ.

Задачи работы:

• Изучить литературу и информацию на сайтах по использованию роботов-манипуляторов для определения современного уровня развития и практического применения роботов VEX IQ данного типа.
• Изучить инструкции и выполнить сборку робота, на базе робототехнического конструктора VEX IQ;.
•  Провести испытания и исследовать технические возможности робота на базе стандартного привода VEX IQ.

Объект исследования: робот на базе стандартного привода VEX IQ.

Предмет исследования: испытание и исследование технических возможностей робота на базе стандартного привода VEX IQ.

Гипотеза: робот на базе стандартного привода VEX IQ можно использовать в качестве испытательной модели свойства проходимости для создания современных машин.

Методологическую основу данного исследования составляют: работы Ивана Пулуй, Виктора  Глушкова, Вадима Мацкевич.

Методы: эксперимент, моделирование, демонстрация робота на базе стандартного привода VEX IQ,  анализ полученных данных.

II. Основная часть

1. История робототехники

Я решил узнать значение терминов «роботы» и «робототехника»

• Робототехника – это область науки и технологии, которая изучает создание и разработку роботов. Роботы – это устройства, способные выполнять различные задачи автономно или по команде человека. Робототехника имеет долгую и интересную историю, начиная с древних времен и до современности. Вот некоторые ключевые моменты в истории развития робототехники:

• Древние времена

Идея создания искусственных существ существует уже с древних времен. В древней греческой мифологии были упоминания о боге Гефесте, который создал механических слуг для помощи людям. В Древнем Китае также были легенды о железных людях, которые могли выполнять различные задачи.

• Раннее развитие робототехники

В 20-м веке начался активный прогресс в развитии робототехники. В 1921 году чешский писатель Карел Чапек впервые использовал термин “робот” в своей пьесе “R.U.R.”, где роботы были изображены как искусственные существа, созданные для служения людям.

В 1940-х годах в США начали разрабатываться первые промышленные роботы, предназначенные для автоматизации производственных процессов. Эти роботы были большими и громоздкими, но они смогли значительно увеличить производительность и эффективность производства.

• Современная робототехника

С развитием компьютерной технологии и искусственного интеллекта робототехника стала еще более продвинутой. Современные роботы обладают более сложной механикой, электроникой и программным обеспечением, что позволяет им выполнять более сложные задачи.

Сегодня роботы используются во многих областях, таких как медицина, промышленность, автомобильная промышленность, аэрокосмическая промышленность и многое другое. Они могут выполнять задачи, которые опасны или трудоемки для людей, а также улучшать качество жизни и повышать производительность.

Будущее робототехники обещает еще больше инноваций и развития. Роботы станут еще более автономными, интеллектуальными и способными адаптироваться к различным ситуациям. Они будут играть все более важную роль в нашей жизни и станут неотъемлемой частью нашего будущего.[1]

2. Изготовление модели.

В результате работы над проектом, руководствуясь пошаговыми инструкциями к конструктору, была произведена механическая сборка модели робота на базе стандартного привода VEX IQ.

Материалы:

Для создания модели необходимы следующие материалы: 32 разъемных контакта 1х1, 6 разъемных контактов 1х2, 4 разъемных контакта 2х2, 4 выступа размером 1 дюйм, 10 хомутов вала, 2 угловых вала размером 1х2, 2 угловых вала со смещением1х2, 1 балка 2х8, 2 прямоугольные балки размером 2х3 дюйма в которых должно быть всего 4 отверстия, 4 прямоугольные балки размером 3х5 дюймов в которыхдолжно быть всего 7 отверстий, 2 балки 1х6 дюймов в этих балках 7 отверстий, 6 шестеренок с 36 зубьями, 2 шестидюймовых  металлических вала, 2 четырехдюймовых металлических вала, 2 двухдюймовых пластиковых вала, 5 балок размером 2х12 дюймов, 1 пластина 4х4 дюйма, 2 200мм интелектуальных кабеля, 2 интелектуальных двигателя vexiq,  4 ступицы колес, 4 шины, 1 мозг vexiq, 1 контроллер, 2 радиоприемника, 1 батарея, пульт дистанционного управления (джойстик). 

Работа модели, процессы, имитируемые моделью

• Работа модели происходит на пульте управления «вперед», «назад», «вправо», «влево».

Проходимость – эксплуатационное свойство автомобиля, определяющее его способность перевозить людей и грузы, свободно двигаясь в любое время года по разъезженным грунтовым дорогам, а также по грунтовой целине, снегу и участкам местности со сложным рельефом, состоящим из ям, рвов и гребневых препятствий без застревания и поломок деталей силового привода и подвески. [4]

Я решил использовать, собранную мною конструкцию робота на базе стандартного привода VEX IQ, в качестве модели автомобиля и исследовать одну из самых ее основных характеристик – это проходимость.

В набор  конструктора входят колеса различного диаметра и конфигурации. Нестандартные колеса омни вызвали у меня  особый интерес, их шины состоят из вращающихся частей, тем самым увеличивая проходимость. Проводя испытания робота, каждый раз меняя задние и передние колеса, я с особым интересом наблюдал за поведением колес омни. 

Результаты испытания

III. Выводы

В ходе проведенных испытаний модели робота  на базе стандартного привода VEX IQ я выяснил, что максимальная скорость на линолеуме и на льду достигается моделью с колесами 79.6 х 18.8 и омни.  Преодолевая подъемы с углами 200 и 10 0 по скользящей и шероховатой поверхности, а также проходя препятствия в виде затора карандашей,  наилучшим образом себя проявила модель с этими же колесами, 79.6 х 18.8 и омни. При том, что моя модель имеет облегченную переднюю часть, данные колеса показали, что они способны увеличить проходимость автомобилей. Можно посоветовать нашему российскому автопрому,  заняться выпуском колес типа омни, которые будут способствовать увеличению проходимости транспорта,  и в этом нам помогла убедиться модель робота VEX IQ.

IV. Заключение

Исходя из приведенных данных, можно уверенно сказать о большой важности робототехники для всех сфер жизнедеятельности человека. Достижения в этой области не перестают поражать воображения обычных обывателей. Современные роботы используются во всех отраслях – на производстве машиностроения, в освоении космоса, здравоохранении, общественной безопасности, развлекательных целях, обороне и многом другом.

В ходе данного исследования я подтвердил свою гипотезу о том, что робот на базе стандартного привода VEX IQ можно использовать в качестве испытательной модели свойства проходимости для создания современных машин.

В перспективе я хочу собрать ряд других моделей данного конструктора и провести их испытания на параметры маневренности и устойчивости автомобилей.

V. Список литературы

1. Электронный ресурс https://nauchniestati.ru/spravka/roboty/
2. Электронный ресурс https://yandex.ru/video/preview/246386919919589923
3. Электронный ресурсhttps://bstudy.net/940029/tehnika/robototehnika_kratkaya_istoriya_razvitiya_robototehniki_rossii
4. https://subject-book.com/texnika/issledovanie-proxodimosti-avtomobilya-obzor-sostoyaniya-voprosa-i-postanovka-zadach-issledovaniya-povyshenie-profilnoj-proxodimosti-avtomobilya.html 

Приложение