Исследовательский проект по робототехнике «Ленточный конвейер»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ШКОЛА №3» ГОРОДСКОГО ОКРУГА СЕМЕНОВСКИЙ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Исследовательский проект по робототехнике

«Ленточный конвейер»»

Авторы работы:

учащиеся 5 и 6 класса

Градов Дмитрий

Куфтырев Никита

Руководитель: учитель информатики

Колюкина А.В.

г. Семенов

2024

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………….3

1. История ленточных конвейеров………… …………..……….4

2. Понятие о ленточном конвейере……………………………...5

3. Область применения ленточных конвейеров………………...6 4.Устройство и принцип действия ленточного конвейера……..7

5.Достоинства и недостатки……………………………………...8

6. Сборка действующей модели……………………….………8-10

11 Заключение…………………………………………………....11

12 Список использованной литературы………………………..12

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы на металлургических заводах для перевозки массовых грузов сырья и топлива все большее применение находит конвейерный транспорт. Этот вид транспорта применяют не только на вновь строящихся и проектируемых предприятиях, но и на действующих - при реконструкции основных агрегатов.

Конвейерами перевозят сырье от вагоноопрокидывателей, сортировочных станций или от причала заводского порта на склад, со склада на агломерационную фабрику, в доменный и коксохимический цехи. Конвейерный транспорт применяют также для подачи твердого топлива на ТЭЦ; известняка, руды и других материалов - в сталеплавильные цехи и т.д. Конвейерный транспорт широко используют для внутрицеховых перевозок.

Целью данной работы является создание ленточного конвейера на основе конструктора «КЛИК».

Объектом является конструктор «КЛИК».

Предметом является принцип строения и работы ленточного конвейера на основе конструктора «КЛИК».

В основу данной работы положена гипотеза, согласно которой, изучив принцип строения и работы ленточного конвейера на основе конструктора «КЛИК», можно создать ленточный конвейер самостоятельно.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:

1. изучить историю ленточных конвейеров;

2. исследовать виды современных рабочих ленточных конвейеров и функции, которые они выполняют;

3. изучить принцип строения и работы ленточного конвейера на основе конструктора «КЛИК» и среду его программирования;

4. создать ленточный конвейер на основе конструктора «КЛИК».

1. История ленточных конвейеров

Начало применения ленточных конвейеров в горной промышленности России связано с получением в 1861 А. Лопатиным "привилегии" (авторского свидетельства) на изобретённую им транспортирующую машину "песковоз", предназначавшуюся для работы на золотых приисках.

В CCCP первые подземные ленточные конвейеры появились в шахтах Донбасса в 1931, а их серийный выпуск был начат в 1936. В дальнейшем применение конвейерного транспорта на угольных шахтах с каждым годом неизменно возрастало и в 1979 достигло 26% в горизонтальных выработках и 80% в наклонных.

На открытых угольных разработках начало применения ленточных конвейеров относится к 1935 (Храмцовский карьер Черемховского месторождения), затем они получили распространение на крупных карьерах (Коркинский, Богословский и др.).

Позднее, с развитием на рудных карьерах циклично-поточной технологии, мощные ленточные конвейеры начали применять там в качестве подъёмных.

Современные ленточные конвейеры имеют унифицированные конструкции, дающие возможность блочной комплектации и взаимозаменяемости отдельных узлов и элементов приводов, а также ставов разных типоразмеров.

Из конвейеров всех типов наибольшее распространение на металлургических заводах получили ленточные, доля которых составляет 95- 97%. Широкое применение конвейерного транспорта объясняется его преимуществами перед транспортом других видов при перемещении значительных объемов грузов на небольшие расстояния. К таким преимуществам относятся: простота конструкции, надежность в работе, высокая производительность и небольшие эксплуатационные расходы.

2. Понятие о ленточном конвейере.

Рисунок 1 – Ленточный конвейер

Ленточный конвейер (Рисунок 1) - машина непрерывного действия, предназначенная для транспортировки навалочных грузов по горизонтальным и комбинированным трассам. Конвейер представляет собой бесконечную непрерывно движущуюся ленту, транспортирующую различные навалочные грузы.

3. Область применения ленточных конвейеров.

Ленточные конвейеры применяются в сфере транспортировки сыпучих или штучных грузов. Применяются ленточные конвейеры также для перемещения кусковых материалов.

Ленточные конвейеры имеют несколько особенностей: одной из основных преимуществ ленточного конвейера является то, что способна перемещать грузы на достаточно большие расстояния - от 10 километров и более.

Груз перемещается по конвейеру вместе с лентой. Ленточные конвейеры можно использовать как в закрытом помещении, так и на открытом пространстве. Ленточные конвейеры получили широкое применение в металлургической, горной промышленности, а также в строительных работах. Ленточные конвейеры имеют высокую производительность, что особо ценно для больших объемов производства.

Высокую производственную мощность ленточным конвейерам обеспечивает высокая скорость движения лент - от полутора до четырех метров в секунду. Конвейер ленточный или ленточный транспортер обычно применяют для транспортировки кусковых, штучных и сыпучих грузов на дистанцию, достигающую 10-12 километров, а порой и большую.

4. Устройство и принцип действия ленточного конвейера.

Несущим и тяговым органом ленточного конвейера общего назначения является бесконечная гибкая лента, опирающаяся своими рабочей и холостой ветвями на роликовые опоры и огибающая на концах конвейера приводной и натяжной барабаны. У коротких конвейеров, предназначенных для штучных грузов, рабочая ветвь ленты может скользить по деревянному или металлическому настилу.

Передача движения ленте осуществляется фрикционным способом от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства, которое в основном выполняют грузовым. Ленты загружают сыпучим материалом через загрузочную воронку, устанавливаемую обычно в начале конвейера у концевого барабана. Разгрузка ленты может быть концевой с приводного барабана или промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку или стационарные плужковые сбрасыватели. Направление потока, сбрасываемого с барабана материала, обеспечивается разгрузочной коробкой.

Для очистки ленты с рабочей стороны от оставшихся частиц устанавливают вращающиеся щетки (капроновые, резиновые) или неподвижный скребок. Для многих транспортируемых материалов установка очистного устройства является необходимой, так как прилипшие частицы, образуя на роликах холостой ветви трудноудаляемую неровную корку, могут привести к неравномерному их вращению и ускоренному износу ленты.

Хорошо очищает ленту вращающийся барабан со спиральными скребками. Для сбрасывания случайно попавших на внутреннюю поверхность холостой ветви ленты частиц перед натяжным барабаном рекомендуется устанавливать дополнительный сбрасывающий скребок.

1. Достоинства и недостатки ленточного конвейера.

Достоинства ленточного конвейера: высокая автоматичность и непрерывность действия; высокая производительность; возможность транспортирования груза под большими углами; простота оперативного управления; низкая металлоёмкость. Недостатки ленточного конвейера: значительный износ конвейерной ленты; высокая энергоёмкость; низкая стабильность погрузочно-транспортного комплекса; ограниченная область применения; резкое увеличение затрат при транспортировании груза на большие расстояния. ленточный конвейер.

1. Сборка действующей модели.

Создание робота на основе конструктора «КЛИК» было разделено на несколько этапов:

• составление задачи: какие действия должен выполнить робот;

• сборка робота;

• программирование робота на ПК согласно условиям задачи;

• выгрузка материала непосредственно в робота;

• проверка проделанной работы.

Составление задачи: какие действия должен выполнить робот

Мы решили, что наш робот-конвейерная лента должен перевозить предметы по конвейерной ленте.

Сборка робота

Несмотря на внушительный арсенал набора, сборка робота, доставила много хлопот. Потому как пришлось сначала придумать, как должна выглядеть конвейерная лента, потом придумать, как её собрать. При дальнейшей работе с роботом, конструкцию пришлось существенно дорабатывать, т.к. готовая модель не позволяла выполнить все условия поставленной нами задачи.

Программирование робота на ПК согласно условиям задачи

На этапе программирования робота в среде Mblock на ПК начинается самое интересное.

Для осуществления поставленной задачи потребовалось использовать метод исследования «эксперимент» изучить множество материала, составить большое количество элементарных программ для выполнения роботом несложных действий. После этого нам стало ясно – для того чтобы робот был способен выполнить весь комплекс действий, согласно поставленной нами задаче, нужно прописать в программе всю цепочку действий, каждый шаг, каждое движение!

Выгрузка материала непосредственно в робота

Подключение робота к ПК осуществляется нескольким способами: через порт USB, Bluetooth (блютуз) соединение или Wi-Fi соединение. Мы выбрали порт USB , т.к. в этом случае робот привязан к компьютеру и программу на выполнение можно запускать прямо из среды программирования. Кроме того, во время выполнения программы появляется возможность визуально контролировать ход её выполнения (заголовки выполняющихся в данный момент программных блоков будут мерцать), можем отслеживать на компьютере. Также можно наблюдать текущие показания датчиков всё время, пока робот остается подключенным к среде программирования.

Таким образом, благодаря выбранной технологии передачи данных, готовая программа загрузилась просто и очень быстро.

Проверка проделанной работы

Органично сконструированный робот-конвейерная лента, после загруженной в него программы, выполнил все действия, согласно изложенным условиям: наш робот перевозит предметы по конвейерной ленте. Мы считаем, что доказали тот факт, что изготовить простейшего робота своими руками возможно, изучив принцип работы робота и среду его программирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом, по итогам проделанной работы, можно сделать вывод, что, изучив принцип работы робота и среду его программирования, можно изготовить простейший робот своими руками. То есть гипотеза подтвердилась, цель и задачи проекта выполнены.

Учитывая, что в процессе работы над этим проектом изучения конструктора «КЛИК», мы увидели огромное количество вариантов созданных роботов на основе этого конструктора, теперь нам очень хочется попробовать что-то новое, и это будет автомобиль.

В заключение хотим сказать, что мы очень рады, что у нас получилось собрать и запрограммировать конвейерную ленту, процесс был интересный и увлекательный, кроме того мы узнали много нового.

Список литературы

1. Клаузен, П. Компьютеры и роботы [Текст] / Пер. с нем. С.И. Деркунской. – Москва: Мир книги, 2006. – 48 с.

2. Копосов, Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6-го классов [Текст]: учеб. пособие / Д.Г. Копосов. - Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2014. – 286 с.

3. Медицинские роботы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: medrobot.ru

4. Мир роботов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: roboting.ru

5. Промышленная робототехника [Текст]: учеб. пособие / А.В. Бабич [и др.]. – Москва: Машиностроение, 1982. – 415 с.

6. Русецкий, А.Ю. В мире роботов [Текст]: Кн. для учащихся / А.Ю. Русецкий – Москва: Просвещение, 1990. – 160 с.

7. Филиппов, С.А. Основы робототехники на базе конструктора «КЛИК» [Электронный ресурс].

8. Филиппов, С.А. Робототехника для детей и родителей [Текст]: научное издание / С.А. Филиппов – 3-е изд., перераб. и испр. — СПб.: Наука, 2010. – 319 с.

Интернет- источники:

https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=698686

https://www.portal-slovo.ru