Материалы отфильтрованы по дате: Март 2017
Вторник, 28 Март 2017 16:06

Робот-Паук

   Недавно заметил, что на сайте потерялась интересная статья о проекте. Проект интересный и не заслуживает это

     Авторы проекта:  Банных Кирилл,  Домрачев Роман,  Стерхов Владислав

     Смотреть видео проекта

     Смотреть репортаж о роботе

     Смотреть тестирования сустава робота, состоящего из двух пневмоцилиндров

     Целью настоящего проекта является создание конструкции робота для исследования форм жизни пещеры Мовиле и их процессов жизнедеятельности, без проникновения больших масс газов содержащихся в нашей атмосфере.

Описание изобретения.

Формула изобретения

     Робот, предназначенный для исследования недоступных для человека пещер, состоит из корпуса, на котором расположен узел управления и распределения давления, также к корпусу прикреплены четыре ноги состоящих их сервомоторов и поршней. На одной стороне есть манипулятор с захватом на конце. Также предусмотрена установка различной исследовательской аппаратуры и контейнеров

11

 Статичное положение

     Корпус имеет длину 115 см и ширину 40 см, просвет 40 см в середине находятся соленоиды, управляющие распределением давления. Ко дну робота прикреплен ресивер, в котором накапливается давление. По периметру робота установлены драйверы, блоки NXT. На углах корпуса прикреплены 4 лапы. Каждая лапа состоит из одного пневматического цилиндра и двух сервомоторов. На одной стороне установлен манипулятор с захватом из 4 сервомоторов и одного мотора NXT.

Динамичное положение

     Робот передвигается по пещере при помощи 4 ног. Сканируя ультразвуком окружающее пространство. При помощи датчиков измеряет окружающую среду. По дистанционному управлению может отслеживать и брать пробы поверхности и живых организмов пещеры.

Описание строения робота.

Описание конструкции

     Робот предназначен для замены собой ученых-исследователей. Так как является искусственной машиной и в нем не протекают биохимические реакции, такие как дыхание, а значит, находясь в пещере, он не изменит атмосферу, что не будет угрожать жизни организмов. Площадь опоры робота тоже не велика в отличие от людей, которые случайно могут раздавить обитателей пещеры.

1


       На роботе закреплены камера видеонаблюдения и датчики. С помощью них ученые будут иметь больше представлений об образе жизни существ и находящегося в пещере микроклимата. Установлен манипулятор для взятия проб.

     Робот состоит из макроузлов:

  1. Узел передвижения
  2. Узел накачки давления
  3. Узел распределения давления.
  4. Узел управления
  5. Узел ориентации

Узел передвижения

     Состоит из четырех лап. Каждая лапа имеет два сервомотора и один поршень.

2


Узел накачки давления

     Узел подачи давления состоит из компрессора и ресивера, в виде шланга высокого давления, расположенного по корпусу управляющего блока. Компрессор создает давления в 5 атмосфер, которое используется для управлению пневматическими цилиндрами.

Узел распределения давления

     Узел состоит из распределителей давления и соленоидов, которые управляют подачей воздуха в цилиндры. Система имеет незамкнутую цепь, которой необходимо при работе распределителей восполнять давления в системе при помощи компрессора.

3

Узел управления

      Узел управления состоит из двух микрокомпьютеров NXT, которые по протоколу Bluetooth обмениваются показаниями манипулирования и значениями датчиков. На основании логики программы происходит реакция робота. Манипулятор и компрессор соединён с отдельным компьютером, который управляется оператором

Узел ориентации

     Состоит из двух датчиков расстояния, сканирующих препятствия перед собой. Камера позволяет управлять роботом оператору и снимать окружающую среду. Датчик акселерометр отслеживает положения робота относительно поверхности.

4

Анализ и тестирование изобретения.

     Тестирование модельная конструкция робота, показало достаточно хорошее совмещение пневматики и сервомоторов для создания передвижения. Система толчка лапы, использующая поршень, позволяет увеличить силу толчка. Сервомоторы позволяют точно регулировать положение ноги в пространстве. Использования датчиков обратной связи, позволяют выявлять положение робота.

     Тестирования манипулятора показало, недостаточность мощи поворотного мотора и сервомоторов. Использования четкой логики инертной кинематике, вызывает сложность во время толчка или выставлении быстрой опоры. Требуется учитывать что основное силовое воздействие лежит на поршне, среднем звене лапы.

     Анализ макета, выявил проблемы платформы в следующем:

  1. Необходимо доработать строение коленного сустава.
  2. Необходимо установить оптимальное соотношение силы сервомоторов и веса робота.
  3. Необходимо установить оптимальное соотношение давления в системе, что влияет на реакцию и силу толчка.
  4. Необходимо реализовать способ управления роботом с одного микрокомпьютера NXT, что позволяет избежать потери связи.

Заключение.

     Представленные решения проблемы использования робота для изучения пещеры показали положительные результаты. Мы смогли собрать модель для проведения тестов и создания алгоритмов для паука с четырьмя ногами. Это позволит в дальнейшем применять аналогичных роботов в исследованиях.

     Предложенная нами конструкция минимизирует изменение атмосферы в закрытых экосистемах, т.к. робот не выделяет постороннее вещества и имеет минимальную поверхность опоры при передвижении. Кроме того, робот может автономно производить наблюдение и изучение биосферы пещеры.

     Комбинация технологий пневматических и электрических моторов в передвижении может использоваться в будущих исследованиях данной проблемы.

Опубликовано в Проекты
Воскресенье, 26 Март 2017 15:43

Подсветка лестницы в частном доме

     Проживая в своём доме, в котором 2 и более жилых этажа возникает проблема с освещением лестниц. Раньше существовало 2 способа решения этой проблемы:

  1. окно напротив лестницы
  2. обыкновенная лампа с параллельным выключателем

1

     Но с прогрессом электроники и всё большего распространения идей "умного дома" появился такой вариант освещения лестницы, как светодиодная подсветка ступеней с датчиками движения.

     В данном случае, если вы ночью пошли на первый этаж попить воды, свет от светодиодных лент не будет бить в глаза, а нежно подсвечивать каждую ступень, чтобы вы не споткнулись. Для большего удобства в схеме присутсвуют датчики движения. Вам не придется ничего нажимать чтобы сработало освещение, как только вы подойдете к лестнице на достаточное расстояние, датчики сработают и лестница загорится. Во время программирования задаётся время свечения светодиодной ленты. Хотя существуют способы подключения и программ, когда подсветка выключается при достижении вами другого датчика. Но у такого способа есть один нюанс, если один человек поднимется, а другой спускается, то светодиодная лента погаснет. Поэтому я остановился на фиксированном времени свечения в 20 секунд.

     Вот мой способ осуществления подсветки. Главным компонентом которого является микроконтроллер Arduino Nano CH340. Его питание осуществляется через телефонный адаптер, от сети 220

2

     Принцип работы: на схеме присутствует фоторезистор для определения освещённости в помещении, который включён по схеме базового делителя с переменным резитором (т.е. соеденены последовательно между + и -, а место их соединения друг с другом соединяется с аналоговым пином контроллера и таким образом меняя сопротивление реостата - мы меняем порог освещенности при которой будет включаться лестница). Фоторезистор следует направить в сторону какого-нибудь окна и по возможности защитить от света индикаторов микроконтроллера и блока питания. С помощью двух (параллельных) гнёзд ЮСБ подключаются 2 датчика ультразвука (HC-SRO4). Один из которых устанавливается внизу лестницы, а второй - на верху. С расчётом на то, что не придётся в упор подходить к лестнице чтобы она загорелась, а так же лестница не должна реагировать на человека проходящего неподалёку от лестницы который не собирается ею воспользоваться.

     При уменьшении освещения в комнате, через фоторезистор проходит меньший ток и контроллер понимает, что уже достаточно темно и начинает считывать показания этих датчиков, для определения движения перед лестницей. Посредством небольшого усилителя на одном транзисторе микроконтроллер включает и отключает реле, которое коммутирует блок питания 12В и светодиодные ленты. Предлагаю с помощью реле разрывать положительную цепь, этим вы обезопасите себя и ленту если случайно заденете оголенный контакт светодиодной ленты (т.к. вы послужете землёй для блока питания, который выдает смертельный ток). Блок питания я соединил с платой за счёт клемм.

     Выбор блока питания тоже важный момент. Сначала определяемся с выбором ленты, под её мощность подбираем блок питания. Вот таблица по которой я раcсчитывал требуемую мощность для блока

3

     Я остановился на самом минимальном варианте - светодиоды 3,5х2,8 мм2 с количеством 60 штук на метр. Света от них достаточно много для ночи, остальные ленты ещё ярче. В моём случае у меня 14 ступеней с шириной чуть больше метра. потребляемая мощность моей ленты на 1 метр = 4,8 Вт умножаем на 14 ступеней получаем мощность 67,2 Вт и нужен запас 20%, с учетом запаса 80,64 Вт, округляем и получаем блок питания 12В 80Вт. 

     Следует отметить что ленту я брал пыле-влагозащищённую, чтобы безопасно мыть лестницу ничего не повредив.

     Вот принципиальная схема системы с перечнем требуемых элементов

6

4

     Микроконтроллер со всей схемой я решил тоже защитить от возможного попадания воды, и использовал в качестве корпуса обычную мыльницу с вырезами под приходящие кабели провода и штекеры.

     А при выборе кабеля для соединения датчиков с контроллером, я остановился на 4х жильном телефонном кабеле
схема подключения

5

     В дальнейшем планируется питать контроллер от блока питания 12в через преобразователь.

     И последним шагом к доработке схемы следует назвать перевод контроллера в дневное время на питание от аккумулятора. Это необходимо для экономии электроэнергии, которую потребляет днём блок питания 12в и не использует. А после срабатывания фоторезистора, ардуино должен по той же схеме реле включить 220в и начать питаться от 12в(преобразованных в 5) и заряжать аккумулятор для следующего дня.

Опубликовано в Проекты
Пятница, 24 Март 2017 09:26

Дым машина (прототип)

     Двое взрослых мужчин проводят безопасный опыт ( ни одна рука не пострадала, огнетушитель взорваться не может )

     Прототип дым машины для тестирования способа получения дыма (пара) из кристализованного углекислого газа из огнетушителя.

Принцип работы огнетушителя.

     При переходе углекислого газа из жидкого состояния в газообразное происходит увеличение объема в 400—500 раз, сопровождаемое резким охлаждением до температуры −72 °C и частичной кристаллизацией; во избежание обморожения рук нельзя дотрагиваться до металлического раструба. Эффект пламегашения достигается понижением температуры очага возгорания ниже точки воспламенения и вытеснением кислорода из зоны горения негорючим углекислым газом.

IMG 9353

IMG 9354

 

 Смотреть видео по ссылке

Опубликовано в Проекты

Пример организации ряда занятий с детьми.

Скачать презентацию

Видео презентации представленно ниже или по ссылке

Опубликовано в Методические материалы

      Иногда преподаватели сталкиваются с отсутствием интереса к творчеству у современных детей, а ведь это очень важный инструмент проявления уникальности. Я не стал исключением и, работая преподавателем робототехники, стал замечать, что интерес учеников к самостоятельной творческой деятельности начинает снижаться. Изучая современные методики обучения, я узнал о существовании сингапурской методики. Сингапурская технология обучения на уроке увеличивает разнообразие форм и средств, которые повышают и стимулируют любую, в т.ч. творческую, активность учащихся.

     Применение прогрессивных обучающих структур позволяет по-новому переосмыслить учебный процесс и направить обучение в сторону групповых и парных форм работы с учениками.

598FWAFaa80

     Приемы сингапурской методики таковы: группа разбивается на несколько подгрупп по 2 или 3 человека и изучает небольшую долю материала самостоятельно. Каждый обучающийся периодически примеряет на себя роль учителя, объясняя своими словами соседу суть вопроса, и наоборот. А педагог осуществляет так называемый «включенный контроль»: слушая по очереди одного из представителей микро группы, оценивает их, корректирует, помогает и направляет.

A8eeZjM1b Y

     Сингапурская система обучения несет в себе массу плюсов:

  1. Около половины детей в группе учатся одновременно говорить и слышать, исправлять чужие ошибки, таким образом, закрепляя, корректируя и дополняя свои знания по робототехнике.
  2. Резко возрастает активность каждого ученика в процессе, особенно в функции «преподаватель».
  3. Каждый ученик оказывается в центре вопроса, ему необходимо общаться, чтобы научить товарища тому, что знаешь сам, тем самым создается положительное отношение к процессу обучения робототехники.
  4. Обучение для каждого ребенка без исключения становится интересным и результативным, а качество знаний по робототехнике существенно растет.
  5. У учеников развиваются коммуникативные качества, креативное мышление, они учатся сотрудничать, критиковать и принимать критику.
  6. Любой урок робототехники становится похожим на увлекательную и насыщенную игру и несет в себе исключительно положительные эмоции.

Более подробная информация по сингапурской методики по ссылке

Опубликовано в Методические материалы
Пятница, 17 Март 2017 10:15

Мастерская робототехники

    Мы запустили второй проект "Мастерская робототехники для детей"

 

     Вы уже наверно знаете о нашем первом проекте, который позволил напечатать книги для детей. По окончанию проекта я все еще получаю обратную связь от читателей данной книги. Также мы презентовали ее на конференции "Инженерное образование: от школы к производству" в г. Екатеринбурге.

original

     У нас выстраивается следующий концепт материала по обучению детей:


      1 часть Простые механизмы

Оформлена книга и инструкции. Будем готовить открытые видео уроки и обучающий видеоматериал.

      2 часть Роботы без программирования

Есть наброски задач и материал. Будем готовить обучающий контент, видеоиспытания и инструкции сборки. По окончанию образовательного цикла будет сформированно учебное пособие

      3 часть Роботы на дистанционном управлении

Есть наброски задач и  материал. Будем проводить тестовые задания и соревнования, все это снимать на видео. Обучающий контент планируется выпустить в 2018 году.

      4 часть Программирование роботов

     Базового материала по данной теме в интернете достаточно много (базовые алгоритмы и задачи). Мы планируем расширить их задачами о компьютерном зрении и удаленном распределении задач между компьютером и микроконтроллером. Обучающий контент и платформа будет выбрана в 2018 г.

      5 часть Подготовка творческих проектов по роботам

Есть опыт преподавания и участия в соревнованиях + методические наработки. Будем систематизировать материал и готовить обучающий контент. Материал будет выпускаться по мере оформления.

 

      В данный момент наша задача охватить вторую и третью ступень материала по роботам. Для этого я решил организовать проект по приобретению аппаратуры для качественной съемки и монтажа:

  1. видеокамера,
  2. микрофон,
  3. дополнительное оборудование.

     Вам будет предоставлен полный перечень всех материалов по обучению детей, который мы приготовим.

     Давайте ознакомимся с небольшим перечнем задач из второй части "Роботы без программирвоания":

Будут разобраны такие примеры как:

 1. Самый быстрый робот для езды по прямой

 2. Самый сильный робот

 3. "Сумо роботов" без алгоритмов

 4. Преодоление роботом наибольшего рва

 5. Взбирание робота на ступеньку.

 6. и т. д.

     В качестве платформы построения робота будет использоватся набор Lego Ev3. Также к каждому ролику будут оформлены схемы сборки модели и техническое описание.

Поддержите наш проект!

 
Опубликовано в Новости

proxy.imgsmail.ru

      Сообщаем Вам, что Образовательным Фондом «Талант и успех» при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации с 1 февраля по 15 апреля 2017 года проводится Межрегиональный Конкурс проектных работ школьников (далее — Конкурс).

proxy.imgsmail.ru

     К участию в Конкурсе приглашаются школьники 8-10 классов, имеющие опыт самостоятельной проектной деятельности, а также достижения в области физико-математических и естественных наук, технологического образования. В исключительных случаях возможно участие школьников 7 классов, подтвердивших высокие результаты в области проектной и исследовательской деятельности.

     По итогам Конкурса победители (до 200 авторов лучших проектов) будут приглашены в Образовательный центр «Сириус» на Проектную смену в июле 2017 года.
Участие в смене, включая трансфер, проживание и питание, бесплатно для школьников.
Просим Вас проинформировать школьников Вашей образовательной организации о возможности подать заявку и принять участие в Конкурсе.

     Условия участия в Конкурсе опубликованы на сайте Центра: http://konkurs.sochisirius.ru

     Также информацию о Конкурсе Вы можете получить, перейдя по ссылкам:

МЕЛ

«Мел» – это интересное и современное медиа, которое рассказывает обо всем самом важном в российском и мировом образовании и воспитании доступным языком.

 

Видеоролик Youtube

О всероссийском конкурсе проектных работ школьников

Опубликовано в Соревнования

     Мы уже писали о замечательном человеке и педагоге Олеге Александровиче Горнове. Недавно на канале EasyTech вышел цикл видеоуроков о программированиии роботов на языке C#. В качестве испытателя выступает робот на платформе VEX. Все алгоритмы можно легко адаптировать и на другие платформы.

     На нашем портале мы уже публиковали статью про разработки компании ТехноЛаб смотреть статью.

img 2017 03 12 12 01 21

На канале описываются темы:

  1. Основы языка  C#
  2. Программа RobotC 3.0
  3. Простое движение робота
  4. Автономный робот
  5. Релейный регулятор
  6. Пропорциональный регулятор
  7. Декомпозиция
  8. Пропорционально-кубический регулятор
  9. Пропорционально-дифференциальный регулятор
  10. Использование джостика
  11. Меканум колеса

Смотреть Видео

 

 

Опубликовано в Методические материалы

Уважаемые коллеги!

Иннополис начинает подготовку судей Всероссийской Робототехнической Олимпиады 2017!

ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

Цель обучения: ознакомиться с концепцией состязаний и получить компетенции для судейства данных состязаний

Сроки и объем дистанционного обучения: 6-26 марта 2017 года (54 часа)

Целевая аудитория: тренеры, судьи, разработчики и организаторы робототехнических соревнований

Модули обучения:

·         Общие правила, структура организации Олимпиады, обязанности судьи, судейские процедуры

·         Категория «Сервисные и Промышленные Интеллектуальные Робототехнические Системы» (состязания «Манипуляторы: сортировка», «Локализация: карта», «SLAM»)

·         Основная категория (состязания «Природно-ориентированный туризм», «Углеродная нейтральность», «Чистая и возобновляемая энергия»)

·         Студенческая категория (состязание «TetraStack»)

·         Категория «Футбол роботов» (состязание «Футбол роботов»)

Формат обучения:

Обучение будет проводиться в 2 этапа:

·         Дистанционный: на базе online-курса на портале stepic.org. В курсе предусмотрены видеозаписи лекций, а также тесты по темам. Курс закроется в 23:59 МСК 26 марта – прохождение тестов будет недоступно после этого времени.

·         Очный: в тренировочный день на площадке соревнований

Обучение бесплатное.

Сертификация:

Успешно прошедшие курс обучения И судившие на региональном этапе ВРО 2017 получат соответствующие сертификаты.

Успешно прошедшие курс обучения И судившие на заключительном этапе ВРО 2017 получат соответствующие сертификаты.

КАК МНЕ СТАТЬ СУДЬЕЙ?

Региональный этап ВРО 2017 (март – июнь)

Набором судей регионального этапа Всероссийской Робототехнической Олимпиады 2017 в Вашем регионе занимается Региональный представитель. Контакты Региональных представителей расположены в разделе «РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ» сайта robolymp.ru.

Заключительный этап ВРО 2017 (июнь, г. Иннополис)

Набором судей заключительного этапа Всероссийской Робототехнической Олимпиады 2017 занимается Университет Иннополис. Для участия в качестве судьи заключительного этапа необходимо:

  1. Пройти успешно курс на stepic. – обязательное условие
  2. Получить практику судейства на региональном этапе. Региональный представитель подает списки судей Университету Иннополис
  3. Университет Иннополис организует регистрацию судей на заключительный этап, рассматривает заявки и формирует судейскую коллегию. В приоритете будут те, кто получил практику судейства на региональном этапе

Участие бесплатное и безвозмездное.

Международный этап WRO 2017 (ноябрь, Коста-Рика)

Лучшие судьи заключительного этапа ВРО 2017, работавшие в состязаниях World Robot Olympiad (Основная, Студенческая категория и Футбол роботов), могут претендовать на участие в качестве судьи международного этапа WRO 2017. Университет Иннополис организует дополнительный отбор в период после заключительного этапа ВРО. Важным критерием является знание английского языка. Участие безвозмездное.

ХОЧУ ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ НА ОБУЧЕНИЕ

Для начала обучения нужно:

  1. Подать заявку, заполнив -форму, до 8 марта включительно.
  2. Зарегистрироваться на портале stepic.
  3. Зарегистрироваться на курс «Методика судейства и концепция состязаний ВРО 2017». Ссылка на курс будет автоматически выслана на указанный вами e-mail

ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?

Подробрнее вы можете ознакомиться на сайте Иннополис по ссылке

Опубликовано в Новости
Top
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru