Лего-конструирование

Лего- конструирование

Кириллов Роман Александрович

Роботы в нашей жизни

Промышленные роботы

Космические роботы

Военные роботы

Нанороботы

Роботы-хирурги

Роботы -охранники

Экзоскелеты

Роботы для игр

robo-wiki.ru

Точные перемещения. Гироскопический датчик

Робот-чертёжник

Оборудование: базовый набор Lego Mindstorms Education EV3, канцелярская

резинка, фломастер (маркер) на водной основе, поле для чертежника из баннерной ткани, желателен ПЭТ-лист или лист из оргстекла поверх поля из баннерной ткани, влажная тряпка.

Механизмы: зубчатая передача.

Модель: РЧ-В1– робот-чертежник.

Описание.

Робот-чертежник построен на базе конструктора Lego EV3 и предназначен для построения разных рисунков и чертежей на ровной поверхности с помощью маркера (фломастера).

Чертежник имеет механизм опускания/подъема маркера на среднем моторе EV3. Маркер надежно фиксируется в механизме с помощью канцелярской резинки. Положение наконечника маркера можно настроить так, чтобы его кончик в нижнем положении совпадал с осью вращения робота.

Можно использовать два способа программирования поворотов чертежника. Первый – указать точное значение в градусах или оборотах в соответствующем блоке для поворота на заданный угол. Второй – подключить гироскопический датчик (гироскоп) и производить поворот по его показаниям.

robo-wiki.ru

Часть 1. Сборка механизма для опускания/подъема маркера

1

Для опускания и подъема маркера будем использовать средний мотор EV3

Закрепи две Т-балки

2

x1

x2

x1 z12

x4

x1

Установи ось на 9 модулей с зубчатым колесом на 20 зубчиков

3

Установи 4 черных штифта как показано на схеме

4

5

Установи две L-балки

x1 9M

x1

x4

x1 z20

x2

6

Установи два бежевых штифта с осями

7

Закрепи еще две L-балки

8

Установи две красные L-балки

x2

x2

x2

x2

9

Закрепи раму на серых штифтах

10

Установи красные L-балки с другой стороны. Основная часть механизма

собрана

x1

x2

x2

Для крепления резинки установи 4 красных штифта

11

12

x4

x4

x8

robo-wiki.ru

13

Установи две оси на 10 модулей или длиннее. Оси понадобятся для

правильной фиксации маркера

Установи две резинки и фиксатор. Резинки не дадут маркеру сдвинуться

влево-вправо, а сдвигая фиксатор вверх-вниз можно отрегулировать положение наконечника маркера «по вылету»

14

x2 10M

x2

x1

robo-wiki.ru

15

Установи два длинных бежевых штифта

16

Чтобы поворачивать механизм вручную соберем две ручки

x2

x2

x2

robo-wiki.ru

17

Закрепи на красных осях зубчатые колеса на 16. Будем их использовать для

ручной регулировки положения маркера по высоте

18

Установи канцелярскую резинку по данной схеме

x2 z16

robo-wiki.ru

19

Установи 4 черных штифта

Рамы понадобятся для крепления данной конструкции к моторам тележки

20

x4

x2

robo-wiki.ru

21

Закрепи маркер (фломастер) на водной основе, используя эту схему.

Перманентные маркеры использовать нельзя!

Колпачок пока не снимай!

robo-wiki.ru

Часть 2. Сборка тележки

1

Для передвижения чертежника по полю будем использовать два больших

мотора EV3, установленных вертикально

Установи оси и серые втулки

2

x2

x2 7M

x1 15M

x2

x2

robo-wiki.ru

3

Установи колеса

4

Добавь 4 синих штифта

5

Закрепи балки

x2

x4

x1 15M

x2 3M

robo-wiki.ru

6

x2

7

Данные штифты будем использовать для крепления механизма

опускания/подъема маркера

x4

x2

robo-wiki.ru

8

Соедини две конструкции

x1

x1

Должно получиться вот так:

robo-wiki.ru

9

Установи черные штифты по схеме

10

Установи черные штифты с другой стороны

x4

x4

robo-wiki.ru

11

Закрепи с помощью этих штифтов изогнутые белые балки

12

Балки на 13 будем использовать для установки блока EV3

13

Установи блок EV3

x2

x2 13M

x1

x6

robo-wiki.ru

14

Закрепи микрокомпьютер двумя балками на 13 с другой стороны тележки

Теперь нам нужна конструкция для установки третьего опорного колеса

15

16

x2 13M

x2

x2 15M

x4

x6

x4

robo-wiki.ru

17

x1 13M

18

Закрепи заднее опорное колесо

x1 3M

x2

x1

robo-wiki.ru

19

Порты для подключения моторов:

«B» - левый мотор тележки

«С» - правый мотор тележки

«А» - средний мотор

«A»

«C» «B»

robo-wiki.ru

Часть 3. Подключение гироскопического датчика

Закрепи датчик так, чтобы указанная на нем ось вращения (обозначена в

виде красной точки) совпадала по направлению с осью вращения робота

1

2

Соедини датчик с блоком EV3 с помощью кабеля.

Порт для подключения - «4»

x2

x1

x1

robo-wiki.ru

Часть 4. Задачи

Задача №1. Начерти квадрат, используя цикл. После запуска программы и перед началом движения робот ждет 1 секунду. Побеждает та команда, чья фигура ближе к идеальному квадрату.

Задача №2. Начерти три вложенных квадрата по данной схеме. После запуска программы и перед началом движения робот ждет 1 секунду.

Изменить алгоритм на свое усмотрение (изменяя параметры движения вперед и изменяя угол поворота, и зациклив робота на бесконечное число повторений тела цикла) и посмотреть какие фигуры будет рисовать робот

robo-wiki.ru

Задача №3. Начерти правильный n-угольник. Правильным n-угольником называется многоугольник, у которого равны все стороны и все углы между смежными сторонами.

При поворотах чертежнику необходимо повернуться на величину внешнего угла. Для нахождения внешнего угла используй формулу:

𝜶 =360 0 /n , где 𝒏 − число сторон многоугольника, 𝜶 ( альфа ) − внешний угол в градусах

Задача №4. Начерти пунктирную линию.

robo-wiki.ru

Задача №5. Начерти домик по данной схеме. Для этой задачи необходимо поле для чертежника с 7 точками.

100 баллов – если робот начертил всю фигуру, а вершины многоугольника находятся в пределах черной метки. Штраф 10 баллов взымается за каждую

вершину, которая вышла за пределы черной метки, но находится в пределах круга. Если вершина находится вне большого круга, фигура не засчитывается.

= 90 (угол подбирается экспериментально). Перед поворотом робота нужно сбросить показания на датчике в 0. Чтобы показания надежно и без ошибок сбрасывались, после сброса установи блок ожидания. Поворачивать можно с помощью блока ожидания нужного угла или в цикле с постусловием . " width="640"

robo-wiki.ru

Часть 5. Советы программисту

1

После запуска программы установи блок ожидания, чтобы успеть убрать руку перед

началом движения робота:

2

Опускать и поднимать маркер лучше по времени. Если установить точное значение в

градусах или оборотах, то в случаях, когда мотор не может больше крутиться, а поворачивать еще надо, программа зависает на этом блоке.

3

• При повороте направо (по часовой стрелке) значения на гироскопическом датчике

растут. Алгоритм для поворота будет такой: поворачивайся на месте направо, пока датчик не покажет значение = 90 (угол подбирается экспериментально).

• Перед поворотом робота нужно сбросить показания на датчике в 0. Чтобы показания надежно и без ошибок сбрасывались, после сброса установи блок ожидания.

• Поворачивать можно с помощью блока ожидания нужного угла или в цикле с постусловием .

robo-wiki.ru

4

• При повороте налево (против часовой стрелки) значения на гироскопическом датчике

уменьшаются (уходят в минус). Алгоритм для поворота будет такой: поворачивайся на месте налево, пока датчик не покажет значение (угол подбирается экспериментально).

• Перед поворотом робота нужно сбросить показания на датчике в 0. Чтобы показания надежно и без ошибок сбрасывались, после сброса установи блок ожидания.

• Поворачивать можно с помощью блока ожидания нужного угла или в цикле с постусловием.