Der Zeichenroboter ist ein einfacher Roboter, der sich wiederholende Kreise zeichnet. Trotz seiner Einfachheit können Sie damit komplexe Formen erstellen, indem Sie es an verschiedenen Stellen auf dem Blatt installieren. Der Roboter wird mit der „Unpack and Forward“-Technologie hergestellt. Bei der Herstellung wird sein Körper auf einem Drucker bedruckt. Die Montagetechnik richtet sich komplett an Einsteiger in den Roboterbau. $CUT$
Vorteile dieser Entwicklung:
+Die Hülle wird auf einem Drucker gedruckt!
+Für die Montage ist kein Lötkolben erforderlich!
+Keine Herstellung erforderlich Leiterplatte!
+Für den Zusammenbau werden nur zwei Funkkomponenten verwendet: ein Motor und eine Batterie!
Der Roboter ist mit einer minimalen Anzahl an Komponenten konstruiert und seine Fähigkeiten sind begrenzt. Das Design sieht jedoch Folgendes vor: einfaches Ersetzen und Anbringen eines Filzstifts beliebiger Farbe, Anpassen des Durchmessers des gezeichneten Kreises, Ein- und Ausschalten sowie Anpassen des Motorinstallationswinkels.
1.VIDEOTESTS
Über das Navigationsfeld des Videoplayers können Sie das gewünschte Videofragment gezielt auswählen. Das Navigationsfeld ist nach dem Starten des Videos verfügbar, unten rechts befindet sich ein Symbol. Bevor jedes Videofragment startet, wird sein Name automatisch in der oberen linken Ecke angezeigt. Unten im Player-Fenster links steht der Name der Playlist und die Anzahl der gruppierten Videofragmente.
- Auf Video.1. Und Video.2 Dargestellt ist ein Roboter, der mit einem grünen Filzstift Kreise zeichnet.
- Auf Video.3. zeigt den Start zweier Roboter auf Büroblättern aus weißem A4-Papier.
Videoclips 1-3
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2. EIGENSCHAFTEN DES ROBOTERS
Foto.1, Foto.2, Foto.3 zeigt den zusammengebauten Zeichenroboter.
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Foto.1.
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- Roboterkörper Komplett aus dünnem Karton gefertigt mit dekorativem Druckmuster. Die verwendeten Faltmethoden verleihen der Form an den Belastungspunkten Steifigkeit. Segmente (Teile) des Gehäuses können sich verbiegen und den Winkel des Motors sowie die Einbaulage der Batterie verändern. Um den Körper während der Rotation zu stabilisieren (Stabilität), sind in der Struktur Stützen vorgesehen.
- Zur Montage verwendete Funkkomponenten: Motor und Batterie. Der Motor treibt die gesamte Struktur relativ zum Massenschwerpunkt an. Neben ihrem eigentlichen Zweck bilden Motor und Akku den Massenschwerpunkt, der es ermöglicht, mit einem Filzstift einen Kreis zu zeichnen.
- Anpassungen, Anpassung des Musters. Es ist möglich, die Schreibeinheit (Filzstift) schnell (durch eine andere Farbe) auszutauschen. Ändern des Durchmessers des gezeichneten Kreises durch Ändern der Position der Batterie, deren Bewegung den Schwerpunkt verschiebt. Das Ein- und Ausschalten des Roboters wurde durch Einstellen der Positionen des Clip-Steckers an der Batterie korrigiert. Änderung des Winkels der Motorposition, was den Einsatz von Motoren mit jedem Gehäusetyp ermöglicht.
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Foto.4 |
KOMPONENTEN FÜR DAS ROBOTERDESIGN 1. Schreibelement (Filzstift) Hinweis:1. Auf Foto 4 ist das doppelseitige Klebeband, mit dem Motor und Akku befestigt sind, nicht deutlich zu erkennen. Es ist eine erwiesene Tatsache, dass die Verwendung von doppelseitigem Bauklebeband die oben genannten Elemente buchstäblich „einfriert“! Andere Befestigungsmethoden sind daher nicht erforderlich. Klicken Sie auf das Foto, um es anzuzeigen |
volle Größe
3.DETAILS UND MATERIALIEN. Der Körper besteht aus dünnem Karton mit auf einem Tintenstrahldrucker bedrucktem Kleber. dekorative Oberfläche (Häute). Der Link zum Archiv mit Skins befindet sich am Ende des Artikels.
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Alle Zeichnungen haben genaue Maße, nicht bearbeiten! Fotos der verwendeten Komponenten finden Sie unten. Foto.5 |
Klicken Sie auf das Foto, um es in voller Größe anzuzeigen
ROBOTER-DESIGNKOMPONENTEN IM FOTO.5 |
Hinweis.3.
Der Motor muss eine Betriebsspannung von mindestens 5,9 Volt haben, sonst besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Wicklung durchbrennt, da er mit einer Versorgungsspannung von 9 Volt betrieben wird!
Der Motor kann aus einem alten CD- oder DVD-Player entfernt werden.
Nachdem Sie das Archiv heruntergeladen haben, entpacken Sie es und wählen Sie die Druckoption. Bei Tintenstrahldruckern verwenden Sie farbige Hautzeichnungen (optional), bei Laserdruckern Schwarz-Weiß-Version. Der Druck muss auf Fotopapier mit Klebebasis oder Folie mit Klebebasis erfolgen. Dies ist notwendig, damit Sie die bedruckte Haut in Zukunft problemlos auf dünnen Karton kleben können.
Kleben Sie die bedruckte Haut mit einer Klebefolie auf einen Karton. Dann vorsichtig entlang der Kontur ausschneiden. Wenn Sie normales Fotopapier verwenden, müssen Sie es mit haltbarem, ungiftigem Kleber verkleben. Foto 6 zeigt die auf Karton geklebte Haut. Das gleiche Foto zeigt die an den erforderlichen Stellen vorgenommenen Falten (angezeigt durch die gestrichelte Linie).
Foto 7 zeigt (ungefähr) große Löcher, die an den durch Kreise markierten Stellen gemacht werden müssen. Die Löcher sind mit weißen Pfeilen markiert.
Foto.5
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Fahren Sie mit dem Zusammenbau der Karosserieteile fort. Suchen und ordnen Sie die mit „E“ gekennzeichneten Flächen zu. Die Kombination muss mit durchgeführt werden Unterseite so dass die Löcher übereinstimmen (Foto 8). Führen Sie anschließend einen Filzstift in die überlappenden Löcher ein und befestigen Sie ihn mit einem Tacker. In Foto 8 zeigt der schwarze Pfeil auf die Klammer des Hefters richtige Position. Die Heftklammer „näht“ die mit dem Buchstaben „E“ gekennzeichneten Flächen und hält sie an Ort und Stelle.
Foto 9 zeigt eine Seitenansicht der Struktur. Der schwarze Pfeil zeigt die Faltrichtung der mit A und B gekennzeichneten Vorderflächen an.
Foto.5
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Falten Sie den vorderen Teil des Körpers und platzieren Sie ihn wie auf dem Foto.10. Beachten Sie den mit roten Linien und Pfeilen markierten Abstand, der durch den Buchstaben „S“ angezeigt wird. Dieser Abstand sollte minimal sein! Sichern Sie den mit „A“ gekennzeichneten Bereich mit einem Tacker. Gelbe Pfeile zeigen die korrekte Fixierung (Position) der Heftklammern an.
Kleben Sie doppelseitiges Klebeband auf die mit „MOTOR“ beschriftete Fläche (Foto 10, der schwarze Pfeil zeigt auf die Position). In der Seitenansicht von Foto 11 ist der Motorinstallationsbereich durch einen Pfeil mit dem Buchstaben „M“ gekennzeichnet.
AUFMERKSAMKEIT! Entfernen Sie zu diesem Zeitpunkt noch nicht das schützende Papierband vom doppelseitigen Klebeband!
Foto.5
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Das zusammengebaute Gehäuse (Perspektivansicht von oben) mit mit einem Tacker befestigten Oberflächen ist in Foto.12 dargestellt.
Verwenden Sie durchsichtiges einseitiges Klebeband, um die Heftbereiche abzudichten. Dies ist notwendig, um zu bekommen glatte Oberfläche(Foto 13). Die schwarzen Pfeile in Foto 13 zeigen die ungefähren Grenzen der Isolierbereiche mit transparentem Klebeband.
Foto.5
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Der mit transparentem Klebeband abgedeckte Bereich wird als schwarzes Quadrat dargestellt (Foto 14). Auf Foto 14 zeigen schwarze Pfeile den Bereich mit einem Loch zum Anbringen eines Filzstifts. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit wird außerdem eine Isolierung mit transparentem Klebeband empfohlen. Foto 15 zeigt ein schwarzes, durchscheinendes Quadrat, das den Bereich mit Klebeband isoliert Rückseite (Unterteil Körper).
Foto.5
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2. HERSTELLUNG UND INSTALLATION EINES BEWEGLICHEN RAHMENS.
Um den Durchmesser des gezeichneten Kreises anzupassen, muss ein beweglicher Rahmen hergestellt werden. Die Zeichnung des beweglichen Rahmens befindet sich im Archiv. Die Zeichnung wird in exakten Maßen angefertigt. Sie müssen es nicht übersetzen, sondern schneiden es entlang der Kontur aus und kleben es auf dünnen Karton. Dann entlang der Kontur schneiden und fertig ist der bewegliche Rahmen (Foto 16). Die Bereiche der Oberflächenbiegung sind in der Zeichnung mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Installieren Sie den beweglichen Rahmen gemäß Foto.17.
Foto.5
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Befestigen Sie die Oberfläche des beweglichen Rahmens auf der Rückseite mit transparentem Klebeband (in Foto 18 mit schwarzen Pfeilen dargestellt). Überprüfen Sie, ob sich der bewegliche Rahmen wie in Foto.19 und Foto.20 leicht bewegen lässt und dabei die Extrempositionen einnimmt.
Foto.5
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Kleben Sie doppelseitiges Klebeband auf die Oberfläche des beweglichen Rahmens (Foto 21).
Foto.5
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3. INSTALLATION UND ANSCHLUSS VON MOTOR UND BATTERIE.
Installieren Sie den Motor an der vorgesehenen Position, indem Sie zuerst das Schutzpapier vom doppelseitigen Klebeband entfernen (Foto.22). Nehmen Sie den Heliumstab (1) und entfernen Sie die Schutzkappe (2). Setzen Sie die Kappe wie in Foto 22 gezeigt auf die Motorwelle (3). Die Kappe dient als Schutz und sorgt für besseren Halt auf der Oberfläche.
Nehmen Sie den Verbindungsclip und verdrillen Sie dessen rotes Kabel mit dem roten Motorkabel. Verdrillen Sie das schwarze Kabel des Clip-Steckers mit dem schwarzen Kabel des Motors (Foto 23). Biegen Sie den Drehpunkt zum dickeren Draht. Verbindungen isolieren Isolierband(Foto 24).
Foto.5
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Legen Sie den Akku auf die bewegliche Rahmenposition und drücken Sie ihn fest an doppelseitiges Klebeband(Foto 25). Die Batterie muss so eingesetzt werden, dass die Löcher für die Installation des Filzstifts nicht blockiert werden. Wenn die Batterie gesichert ist, installieren Sie den Clip-Stecker wie in Foto.25 gezeigt. Der Clip-Stecker dient bei der Konstruktion des Zeichenroboters als Netzschalter. Eine einfache Drehung relativ zu einem Kontakt der 9-Volt-Batterie schaltet den Motor ein oder aus (angezeigt durch den schwarzen Pfeil in Foto.25).
Guten Tag! Vor euch, meine Lieben, steht ein Kunstroboter, der verschiedene kugel- oder eiförmige Objekte mit einer Größe von 4 bis 9 cm bemalen kann.
Um es herzustellen, benötigen Sie einen 3D-Drucker, einen Bausatz Standardwerkzeuge+ Arduino.
Hinweis: Geben Sie Projekte, die einen 3D-Drucker verwenden, nicht auf. Wenn Sie möchten, können Sie jederzeit einen Ort oder eine Möglichkeit finden, den Druck der für das Projekt erforderlichen Teile zu bestellen.
Schritt 1: Ein wenig über den Roboter
Kunstroboter - zweiachsig hausgemacht, das auf den meisten sphärischen Oberflächen Muster bilden kann. Der Roboter ist auf eine bestimmte Art von Objekt zugeschnitten (Tischtennisbälle, Weihnachtsdekoration, Glühbirnen und Eier (Ente, Gans, Huhn...).
Für die Drehung des kugelförmigen Objekts und die Bewegung des Manipulators werden hochpräzise Schrittmotoren mit hohem Drehmoment verwendet, und zum Anheben des Griffmechanismus kommt ein leiser und zuverlässiger SG90-Servoantrieb zum Einsatz.
Schritt 2: Notwendige Teile
Um es zu tun DIY-Kunsthandwerk wir brauchen:
- 2x Lager 623;
- Haarnadel mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 80-90 mm;
- 1x Feder (Länge 10 mm und Durchmesser 4,5 mm);
- 2x NEMA 17 Schrittmotoren (Drehmoment 4,4 kg/cm);
- Motorkabel (Länge 14 + 70 cm);
- USB-Kabel;
- 1x Servo SG90;
- Arduino Leonardo;
- Schild JJRobots;
- 2xA4988 Treiber für Schrittmotoren;
- Stromversorgung 12V/2A;
- 11x M3 6mm Schrauben;
- 4x M3 16mm Schrauben;
- 4x M3 Muttern;
- 2x 20mm Saugnäpfe;
- 1x Flügelmutter M3;
- 1x Markierung;
Schritt 3: Allgemeiner Überblick
Sie können dieses Diagramm als „Spickzettel“ verwenden.
Schritt 4: Los geht's!
Der Roboter bewegt einen Manipulator mit daran befestigtem Marker, der von einem Schrittmotor angetrieben wird. Ein weiterer Schrittmotor ist für die Drehung des Objekts verantwortlich, auf dem die Zeichnung angebracht ist (Ei, Kugel...). Um den Gegenstand an Ort und Stelle zu halten, werden zwei Saugnäpfe verwendet: Einer ist am Schrittmotor befestigt, der andere auf der gegenüberliegenden Seite des Gegenstands. Eine kleine Feder drückt gegen den Saugnapf und hilft ihm, das Objekt festzuhalten. Der SG90-Servoantrieb dient zum Heben/Senken des Markierers.
Schritt 5: Manipulator
Setzen Sie die Mutter in das dafür vorbereitete Loch ein und ziehen Sie die 16-mm-Schraube fest. Machen wir dasselbe für den Artikelhalter (rechts im Bild oben). Bei der Herstellung des Scharniers für den Manipulator wurden 2 16-mm-Schrauben verwendet. Dieses Scharnier sollte sich nach dem Anziehen der Schrauben frei drehen können.
Schritt 6: Saugnäpfe
Platzieren Sie einen der Saugnäpfe im Loch im Artikelhalter.
Schritt 7: Montage der Schrittmotoren
Wir befestigen beide Schrittmotoren mit 8 Schrauben am Hauptrahmen.
Schritt 8: Rotationsachse
Platzieren wir alle Elemente wie im Bild oben gezeigt.
- Saugnapf;
- Schrauben;
- Oberteil;
- Frühling;
- Lager 623 (muss in die linke Lagerschale eingebaut werden);
- Linke Tasse;
- Freier Platz für den Hauptrahmen;
- Rechte Tasse;
- Lager 623;
- Distanzring;
- Flügelmutter (M3).
Schritt 9: Alles an seinen Platz bringen
Lasst uns einfügen Zusammengebauter Manipulator zur Achse des Schrittmotors.
Lassen Sie uns die linke Halterung auf der Achse des Schrittmotors installieren.
Der Marker und das Ei dienen als Beispiel (sie müssen jetzt nicht platziert werden).
HINWEIS: Das Servo muss angepasst werden. Während des Kalibrierungsvorgangs müssen Sie den Winkel neu einstellen.
Schritt 10: Elektronik
Befestigen wir die Elektronik mit Schrauben an der Rückseite des Hauptrahmens (2 reichen aus).
Lassen Sie uns die Kabel anschließen.
Wenn man beim Anschluss von Schrittmotoren die Polarität vertauscht, drehen diese einfach in die entgegengesetzte Richtung, bei einem Servoantrieb ist die Situation jedoch nicht so ungefährlich! Überprüfen Sie daher vor dem Anschließen unbedingt die Polarität!
Schritt 11: Programmierung des Arduino Leonardo
Lassen Sie uns Arduino Leonardo mithilfe der Softwareumgebung programmieren Arduino-IDE(Version 1.8.1).
- Laden Sie die Arduino IDE (Version 1.8.1) herunter und installieren Sie das Programm.
- Lassen Sie uns die Software starten. Wählen Sie im Menü „Tools->Board“ das Arduino Leonardo-Board und den entsprechenden COM-PORT aus;
- Öffnen wir den Sphere-O-Bot-Code und laden ihn herunter. Entpacken wir alle Dateien in einem Ordner und nennen ihn „Ejjduino_ARDUINO“.
Schritt 12: Der Kunstroboter ist bereit, Kunstwerke zu schaffen
Schritt 13: Steuern Sie den Roboter
Software Inkscape. Laden wir die Inkscape-Software herunter und installieren sie (ich empfehle die stabile Version 0.91).
Laden Sie die EggBot Control-Erweiterung herunter und installieren Sie sie (Version 2.4.0 wurde vollständig getestet).
Die EggBot Control-Erweiterung für Inkscape ist das Tool, das Sie zum Testen und Kalibrieren Ihres EggBot und zum Übertragen Ihres Designs auf das Ei benötigen. Zuerst müssen Sie Inkscape starten. Nach dem Start von Inkscape erscheint das Menü „Erweiterungen“, in dem Sie das Untermenü „Eggbot“ auswählen müssen. Wenn das Eggbot-Untermenü nicht angezeigt wird, haben Sie die Erweiterungen nicht richtig installiert. Ausführen Sicherung und befolgen Sie sorgfältig die Anweisungen zur Installation von Erweiterungen.
Das ist alles, vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!)
Sammeln Sie aber auch wertvolle Erfahrungen in Sachen Robotik. Ein solcher Roboter ist ein Manipulator, der nur zwei Freiheitsgrade hat. Als Arbeitsgerät dient ein Bleistift. In diesem Projekt löste der Autor das inverse Problem der Kinematik sowie das Problem der Bestimmung der Position des Arbeitswerkzeugs in Abhängigkeit vom Winkel, in dem die Servos gedreht werden.
Materialien und Werkzeuge für hausgemachte Arbeiten:
- Eisenkonstrukteur (Mechanix-Bausatz);
- Schrauben und Muttern;
- Wäscheklammer (oder anderer Stifthalter);
- zwei Räder (für Stützen);
- Arduino Uno-Controller;
- Stromversorgung (Quelle 5V 2A);
- Steckbrett;
- USB-Kabel;
- drei Servomotoren;
- Bohrer, Schraubendreher, Schraubenschlüssel;
- notwendige Software ( Arduino uno, Matlab).
Roboterherstellungsprozess:
Schritt eins. Entwicklung mechanischer Elemente des Roboters
Der mechanische Teil ist sehr einfach zusammenzubauen, er besteht aus einem Baukasten. Selbst ein fünfjähriges Kind kann diese Aufgabe bewältigen.
1. Sie müssen zwei Löcher in die Wippen des Servomotors bohren. Die Löcher müssen einen bestimmten Abstand haben, der auf dem Foto zu sehen ist.
2. Jetzt müssen Sie mit dem Antrieb Befestigungselemente für die Basis herstellen. Um das Laufwerk zu montieren, müssen Sie vier Löcher bohren und es dann mit Schrauben befestigen. Der Aktuator wird als stationäre Basis für den Roboterarm verwendet.
3. Die Aluminiumglieder des Konstruktors müssen mit den Antriebsschwingen verschraubt werden. Es empfiehlt sich, dass der Abstand zwischen den Schaukelstühlen 20 cm beträgt.
4. Eine Wippe muss an der festen Basis befestigt werden, die zweite am zweiten Motor. Bevor die Wippen befestigt werden, müssen die Servos kalibriert werden. Sie müssen so eingebaut werden, dass die Welle in einem Winkel von 90 Grad steht. Der Servomotor an der Basis sollte parallel zu den Gliedern platziert werden, und der Antrieb am freien Ende sollte senkrecht platziert werden.
5. Als nächstes werden die Glieder des Konstruktors genommen und parallel zum freien Ende und dem Servomotor befestigt.
6. Räder müssen an der Unterseite der Struktur befestigt werden; sie dienen zum Ausbalancieren und Stützen des Roboters.
7. Der letzte Motor sollte ab dem fünften Punkt mit dem Ende der zweiten Verbindung verbunden werden.
Zur Befestigung des Bleistifts dient eine Wäscheklammer, Sie können aber auch jeden anderen geeigneten Griff verwenden. Es muss so am Servomotor befestigt werden, dass der Abstand zwischen ihm und dem Arbeitswerkzeug etwa 20 cm beträgt.
Bei der Montage ist es wichtig, die vorgegebenen Abstände einzuhalten und die Motoren im weiteren Verlauf der Montage ständig zu kalibrieren. Zweifellos kann der Roboter verbessert werden, aber alles hängt davon ab, welche Komponenten verfügbar sind. Wenn sich herausstellt, dass kein Designer vorhanden ist, können Sie Lineale, Plastikstücke und andere geeignete Gegenstände verwenden.
Schritt zwei. Elektrischer Schaltplan Roboter
In der Abbildung sehen Sie, wie der Arduino-Controller angeschlossen ist. Zum Verbinden können Sie verwenden Steckbrett Oder Sie können die Abschirmung löten.
Schritt drei. Roboterprogrammierung
Die Programmierung besteht aus mehreren Schritten. Zuerst müssen Sie das Bild aufnehmen und seine Grenzen finden. Danach können Sie mit dem Zeichnen beginnen; der Zeichenvorgang besteht aus zwei Schritten.
Zuerst müssen Sie das Pixel finden, das der Zahl 1 entspricht, da die Zeichnung jetzt wie Nullen und Einsen aussieht. Der Prozess prüft, ob sich Pixel mit einer Einheit in der Nähe befinden. Anschließend bewegt sich der Stift zur nächsten Einheit und löscht die vorherige. Die Funktion ist in einem Kreis geschlossen, wodurch Sie glatte Linien zeichnen können.
Im zweiten Schritt wird das Problem der inversen Kinematik gelöst. In diesem Fall werden die Pixelkoordinaten berücksichtigt und dann basierend auf diesen Daten die Drehwinkel des Servomotors ausgewählt. Was in diesem Fall genau passiert, ist in der Abbildung zu sehen.
Jetzt können Sie mit der Einrichtung von Matlab und Arduino fortfahren, damit der Code funktioniert. Zuerst müssen Sie das Arduino IO-Plugin in Matlab installieren. Als nächstes muss die Datei namens arduino.m durch die dem Projekt beigefügte Datei mit genau demselben Namen ersetzt werden.
Die Dateien finaldraw.m und draw.m müssen im Matlab-Verzeichnis gespeichert werden. Eine Datei namens adioes.ino wird auf das Board heruntergeladen.
Der nächste Schritt besteht darin, zu prüfen, an welchem Port das Arduino-Board angeschlossen ist, die Datei finaldraw.m zu öffnen und den COM3-Port durch den gewünschten zu ersetzen.
Die Erweiterung des Bildes, das Sie zeichnen möchten, muss in type.png geändert werden. Dies geht ganz einfach; Sie können einen Grafikeditor verwenden, zum Beispiel den Standard-Paint. Die Datei wird im Matlab-Verzeichnis gespeichert.
Dann müssen Sie die Datei finaldraw.m öffnen und dort emma.png durch den Namen der Zeichnung ersetzen, die Sie zeichnen möchten.
Wie auf dem Bild zu sehen ist, dient das Foto von Emma Watson als Test.
Dort lernen Sie Schritt für Schritt, wie Sie Roboter mit Ihren eigenen Händen bauen. Hierbei handelt es sich um ein Expertenteam auf dem Gebiet der Automatisierung, das sich für die Popularisierung der Robotik bei Kindern, Schülern und Studenten einsetzt.
Der Roboter wird mit der „Unpack and Forward“-Technologie hergestellt. Bei der Herstellung wird sein Körper auf einem Drucker bedruckt. Die Montagetechnik richtet sich komplett an Einsteiger in den Roboterbau.
Vorteile dieser Entwicklung:
- Der Fall wird auf einem Drucker gedruckt.
- Für die Montage ist kein Lötkolben erforderlich.
- Es ist nicht erforderlich, eine Leiterplatte herzustellen.
- Für die Montage werden lediglich zwei Funkkomponenten verwendet: ein Motor und eine Batterie.
Der Roboter ist mit einer minimalen Anzahl an Komponenten konstruiert und seine Fähigkeiten sind begrenzt. Das Design sieht jedoch Folgendes vor: einfaches Ersetzen und Anbringen eines Filzstifts beliebiger Farbe, Anpassen des Durchmessers des gezeichneten Kreises, Ein- und Ausschalten sowie Anpassen des Motorinstallationswinkels.
Videotests
Über das Navigationsfeld des Videoplayers können Sie das gewünschte Videofragment gezielt auswählen. Das Navigationsfeld ist nach dem Starten des Videos verfügbar, unten rechts befindet sich ein Symbol. Bevor jedes Videofragment startet, wird sein Name automatisch in der oberen linken Ecke angezeigt. Unten im Player-Fenster links steht der Name der Playlist und die Anzahl der gruppierten Videofragmente.
Robotereigenschaften
Das Foto zeigt einen zusammengebauten Zeichenroboter.
- Roboterkörper komplett aus dünnem Karton mit dekorativem Aufdruck. Die verwendeten Faltmethoden verleihen der Form an den Belastungspunkten Steifigkeit. Segmente (Teile) des Gehäuses können sich verbiegen und den Winkel des Motors sowie die Einbaulage der Batterie verändern. Um den Körper während der Rotation zu stabilisieren (Stabilität), sind in der Struktur Stützen vorgesehen.
- Zur Montage verwendete Funkkomponenten: Motor und Batterie. Der Motor treibt die gesamte Struktur relativ zum Massenschwerpunkt an. Neben ihrem eigentlichen Zweck bilden Motor und Akku den Massenschwerpunkt, der es ermöglicht, mit einem Filzstift einen Kreis zu zeichnen.
- Anpassungen, Anpassung des Musters. Es ist möglich, die Schreibeinheit (Filzstift) schnell (durch eine andere Farbe) auszutauschen. Ändern des Durchmessers des gezeichneten Kreises durch Ändern der Position der Batterie, deren Bewegung den Schwerpunkt verschiebt. Das Ein- und Ausschalten des Roboters wurde durch Einstellen der Positionen des Clip-Steckers an der Batterie korrigiert. Änderung des Winkels der Motorposition, was den Einsatz von Motoren mit jedem Gehäusetyp ermöglicht.
1. Schreibelement (Filzstift)
2.Stromquelle (9-Volt-Batterie)
3. Clip-Stecker (zum Anschluss an eine 9-Volt-Batterie).
4. Beweglicher Teil (Einstellung des Kreisdurchmessers).
5.Motor mit einer Betriebsspannung von 5,9 Volt.
6.Koffer aus dünnem Karton.
Notiz. Auf dem Foto ist das doppelseitige Klebeband, mit dem Motor und Akku befestigt sind, nicht deutlich zu erkennen. Es ist eine erwiesene Tatsache, dass die Verwendung von doppelseitigem Bauklebeband die oben genannten Elemente buchstäblich „einfriert“! Andere Befestigungsmethoden sind daher nicht erforderlich.
Teile und Materialien
Der Körper besteht aus dünnem Karton mit einer auf einem Tintenstrahldrucker aufgeklebten dekorativen Oberfläche (Skins). Der Link zum Archiv mit Skins befindet sich am Ende des Artikels. Alle Zeichnungen haben genaue Maße, nicht bearbeiten! Fotos der verwendeten Komponenten finden Sie unten.
Roboterdesignkomponenten
1. Farbige Markierungen.
2. Transparentes einseitiges Klebeband.
3. Hefter.
4. Heliumstab (jede Farbe) – 1 Stück
5. Niederspannungsmotor mit einer Betriebsspannung von 5,9 V, Typ RF-300F - 1 Stk.
6. Doppelseitiges Bauklebeband
7.Clip-Stecker zum Anschluss einer 9V-Batterie.
Hinweis:1. Auf dem Foto ist die 9-Volt-Batterie nicht zu sehen. Es wird empfohlen, eine Alkalispannung von 9 Volt zu installieren; damit arbeitet der Roboter länger.
Hinweis.2. Doppelseitige Rinder haben auf beiden Seiten eine Klebebeschichtung. Eine Seite ist mit einer schützenden Papierfolie abgedeckt, um ein Anhaften zu verhindern.
Hinweis.3. Der Motor muss eine Betriebsspannung von mindestens 5,9 Volt haben, sonst besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Wicklungen durchbrennen, da er mit einer Versorgungsspannung von 9 Volt betrieben wird! Der Motor kann aus einem alten CD- oder DVD-Player entfernt werden.
Montageanleitung
Für eine ordnungsgemäße Montage beachten Sie bitte die Montageanleitung. Zeichnungen im Archiv können Sie nicht bearbeiten oder skalieren, da alle Zeichnungen im Archiv exakte Abmessungen haben.
Herstellung und Montage des Gehäuses
Nachdem Sie das Archiv heruntergeladen haben, entpacken Sie es und wählen Sie die Druckoption. Verwenden Sie für Tintenstrahldrucker farbige Skin-Zeichnungen (optional); für Laserdrucker verwenden Sie eine Schwarz-Weiß-Version. Der Druck muss auf Fotopapier mit Klebebasis oder Folie mit Klebebasis erfolgen. Dies ist notwendig, damit Sie die bedruckte Haut in Zukunft problemlos auf dünnen Karton kleben können.
Kleben Sie die bedruckte Haut mit einer Klebefolie auf einen Karton. Anschließend vorsichtig entlang der Kontur ausschneiden. Wenn Sie normales Fotopapier verwenden, müssen Sie es mit haltbarem, ungiftigem Kleber verkleben. Das Foto zeigt die auf Karton geklebte Haut. Das gleiche Foto zeigt die an den erforderlichen Stellen vorgenommenen Falten (angezeigt durch die gestrichelte Linie).
Das Foto zeigt (nähere) große Löcher, die an den durch Kreise gekennzeichneten Stellen gemacht werden müssen. Die Löcher sind mit weißen Pfeilen markiert.
Fahren Sie mit dem Zusammenbau der Karosserieteile fort. Suchen Sie die mit „E“ gekennzeichneten Flächen und ordnen Sie sie zu. Die Ausrichtung muss von der Unterseite her erfolgen, damit die Löcher übereinstimmen. Führen Sie anschließend einen Filzstift in die überlappenden Löcher ein und befestigen Sie ihn mit einem Tacker. Auf dem Foto zeigt der schwarze Pfeil auf die Heftklammer in der richtigen Position. Die Heftklammer „näht“ die mit dem Buchstaben „E“ gekennzeichneten Flächen und hält sie an Ort und Stelle.
Das Foto zeigt eine Seitenansicht der Struktur. Der schwarze Pfeil zeigt die Faltrichtung der mit A und B gekennzeichneten Vorderflächen an.
Falten Sie den vorderen Teil des Körpers und platzieren Sie ihn wie auf dem Foto. Beachten Sie den mit roten Linien und Pfeilen markierten Abstand, der durch den Buchstaben „S“ angezeigt wird. Dieser Abstand sollte minimal sein! Sichern Sie den mit „A“ gekennzeichneten Bereich mit einem Tacker. Gelbe Pfeile zeigen die korrekte Fixierung (Position) der Heftklammern an.
Kleben Sie doppelseitiges Klebeband auf die mit „MOTOR“ beschriftete Fläche (der schwarze Pfeil zeigt auf die Position). Auf dem Foto der Seitenansicht ist der Motoreinbaubereich durch einen Pfeil mit dem Buchstaben „M“ gekennzeichnet.
Aufmerksamkeit! Entfernen Sie zu diesem Zeitpunkt noch nicht das schützende Papierband vom doppelseitigen Klebeband!
Auf dem Foto ist das zusammengebaute Gehäuse (Perspektivansicht von oben) mit mit einem Tacker befestigten Flächen zu sehen.
Verwenden Sie durchsichtiges einseitiges Klebeband, um die Heftbereiche abzudichten. Dies ist notwendig, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Die schwarzen Pfeile auf dem Foto zeigen die ungefähren Grenzen der Isolierbereiche mit transparentem Klebeband.
Der mit transparentem Klebeband abgedeckte Bereich wird als schwarzes Quadrat dargestellt. Auf dem Foto zeigen schwarze Pfeile den Bereich mit einem Loch zum Anbringen eines Filzstifts. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit wird außerdem eine Isolierung mit transparentem Klebeband empfohlen. Das Foto zeigt den Isolierbereich mit Klebeband auf der Rückseite (dem unteren Teil des Gehäuses) mit einem schwarzen durchscheinenden Quadrat.
Herstellung und Montage eines beweglichen Rahmens
Um den Durchmesser des gezeichneten Kreises anzupassen, muss ein beweglicher Rahmen hergestellt werden. Die Zeichnung des beweglichen Rahmens befindet sich im Archiv. Die Zeichnung wird in exakten Maßen angefertigt. Sie müssen es nicht übersetzen, sondern schneiden es entlang der Kontur aus und kleben es auf dünnen Karton. Anschließend entlang der Kontur schneiden und fertig ist der bewegliche Rahmen. Die Bereiche der Oberflächenbiegung sind in der Zeichnung mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Installieren Sie den beweglichen Rahmen anhand des Fotos.
Befestigen Sie die Oberfläche des beweglichen Rahmens auf der Rückseite mit transparentem Klebeband (dargestellt durch schwarze Pfeile). Stellen Sie sicher, dass sich der bewegliche Rahmen bei extremen Positionen leicht bewegen lässt.
Bringen Sie doppelseitiges Klebeband auf der Oberfläche des beweglichen Rahmens an.
Einbau und Anschluss von Motor und Akku.
Installieren Sie den Motor an der vorgesehenen Position, indem Sie zunächst das Schutzpapier vom doppelseitigen Klebeband entfernen. Nehmen Sie den Heliumstab (1) und entfernen Sie die Schutzkappe (2). Setzen Sie die Kappe wie im Foto gezeigt auf die Motorwelle (3). Die Kappe dient als Schutz und sorgt für besseren Halt auf der Oberfläche.
Nehmen Sie den Verbindungsclip und verdrillen Sie dessen rotes Kabel mit dem roten Motorkabel. Verdrehen Sie das schwarze Kabel des Clip-Steckers mit dem schwarzen Kabel des Motors. Biegen Sie den Drehpunkt zum dickeren Draht. Anschlüsse mit Isolierband isolieren.
Platzieren Sie den Akku in der Position des beweglichen Rahmens und drücken Sie ihn fest gegen das doppelseitige Klebeband. Die Batterie muss so eingesetzt werden, dass die Löcher für die Installation des Filzstifts nicht blockiert werden. Wenn die Batterie befestigt ist, installieren Sie den Clip-Stecker wie auf dem Foto gezeigt. Der Clip-Stecker dient bei der Konstruktion des Zeichenroboters als Netzschalter. Durch einfaches Umdrehen eines Kontakts der 9-Volt-Batterie wird der Motor ein- oder ausgeschaltet (dargestellt durch den schwarzen Pfeil auf dem Foto).
Installation der Schreibeinheit (Filzstift)
Als Schreibgerät wird, wie oben erwähnt, ein Filzstift verwendet. Um eine Zeichnung zu erstellen, wählen Sie Filzstifte, die mit leichtem Druck schreiben. Die richtige Reihenfolge für die Installation eines Filzstifts ist wie folgt: Roboter auf die Oberfläche des Blechs stellen, Schutzkappe des Filzstifts entfernen, Filzstift mit etwas Druck in das Loch stecken.
Aufstellen und Einschalten des Roboters
Nach dem Zusammenbau der Roboterstruktur kann dies erforderlich sein einfache Einrichtung um die Zahlen zu bekommen. Durch Anpassen der Höhe des Filzstifts können Sie die Klarheit, Kontinuität oder Diskontinuität des gezeichneten Kreises einstellen. Durch Anpassen der Position des beweglichen Rahmens können Sie den Durchmesser des zu zeichnenden Kreises festlegen. Montage abgeschlossen!
Das Archiv für den Zeichenroboter mit Zeichnungen kann heruntergeladen werden, es ist kein Passwort erforderlich. Archivgröße 3,26 MB.
Städtische Haushaltsbildungseinrichtung
„Gymnasium Nr. 16 „Französisch““
Roboter „Schublade“
Schulschenko Alexandra,
Studenten der Ingenieurwissenschaften der 7. Klasse „B“.
Projektleiter:
Bublik Anna Nikolaevna,
Kraskova Maria Iwanowna,
Informatiklehrer
Nowosibirsk 2016
Inhaltsverzeichnis
Projektpass
Zweck: MikrocomputerbasiertEV3, Teile von LEGO-Baukästen und diverse zusätzliche Materialien Erstellen Sie einen Roboter, der mit Hirse eine bestimmte Figur (Kreis, Quadrat, Dreieck) auf einer Ebene „zeichnen“ kann.Aufgaben:
Erstellen Sie einen Plan für den Zusammenbau eines autonomen Roboters „Drawer“;
Bauen Sie einen Roboter zusammen, der auf einer Ebene zeichnen kann geometrische Formen mit Hilfe von Getreide;
Erstellen Sie ein Programm für den korrekten Betrieb des Roboters;
Führen Sie Tests des „Drawer“-Roboters durch.
Projekttyp
Kreatives Projekt.
Verwendete Technologien
3DDrucker, VONLEGO Mindstorms EV3 Home Edition,BausatzLEGO Mindstorms-Ausbildung.
Projektproduktformular
Roboter „Schublade“.
Effizienz
An dem Turnier nimmt ein junger Forschungsingenieur teil.
Einführung
In letzter Zeit gibt es in Schulen, auch in unserer Turnhalle, Ingenieursunterricht.
Designingenieur - Maschinenbau Spezialitätderen Tätigkeiten notwendig sind Entwicklung und Erstellung des Endprodukts aus Produkten und Ressourcen der bestehenden Materialproduktion. Zum Beispiel ein Konstrukteur für Holzbearbeitung und Möbelproduktion, Konstrukteur Stahlkonstruktionen usw. Unter der Entstehung des Endprodukts versteht man die Kombination von Produkten, beispielsweise Montage, Installation, Schweißen, Betonieren usw.
Ingenieur - ein Spezialist, der umsetzt. Ingenieure sind in der Regel an allen Prozessen beteiligt Lebenszyklus, die Gegenstand des Ingenieurwesens sind, einschließlich Planung, Entwicklung der Fertigungstechnik, Vorbereitung technische Dokumentation, Produktion, Einstellung, Prüfung, Betrieb, Wartung, Gerätereparatur und -entsorgung und . Bei seiner Tätigkeit verlässt sich der Ingenieur auf und. Zur Liste hinzufügen berufliche Verantwortung Der Ingenieur umfasst die Entwicklung technischer Dokumentation sowie Vorschläge und Tätigkeiten zur Umsetzung entwickelter Projekte und Programme, die Teilnahme an Forschungsarbeiten, die Entwicklung von Projekten und Programmen des Unternehmens, die Durchführung von Tätigkeiten im Zusammenhang mit der Prüfung von Geräten und deren Inbetriebnahme Betrieb sowie die Durchführung von Standardisierungsarbeiten technische Mittel, Systeme, Prozesse, Geräte und Materialien, bei der Prüfung und Vorbereitung technischer Dokumentationen notwendige Überprüfungen, Rezensionen, Schlussfolgerungen zur durchgeführten Arbeit und vieles mehr. Um diese Fähigkeiten in unserem „Robotik“, dem „Ingenieurunterricht“, zu entwickeln, gibt es viele Möglichkeiten interessante Artikel, zum Beispiel „Programmierung“, „Projektaktivitäten“ und andere.
In der 5. Klasse haben wir im Robotikunterricht erstmals versucht, einen Roboter zusammenzubauen und zu programmieren. Im Dezember 2014 Wir haben am städtischen Robotik-Wettbewerb teilgenommen und uns an „Sumo“ und „Line“ versucht. Im Dezember 2015 Wir haben am City-Robotik-Wettbewerb in den folgenden Kategorien teilgenommen: „Sumo. Tauziehen“, „Linie. Frachtlieferung.“
Anfang 2016, nach Angaben der Gemeinde Bildungseinrichtungen wurden verschicktAufgaben für das Turnier der jungen Ingenieure und Forscher. Und wir dachten: „Ist es wirklich möglich, einen Roboter zu bauen, der mit Getreide zeichnet?“, wie es in einer der Aufgaben hieß.
Wir haben die folgende Hypothese aufgestellt: Kann ein Roboter mit Hirse geometrische Formen zeichnen?
Das Ziel unseres Projekts: Basierend auf dem EV3-Mikrocomputer, Teilen von LEGO-Baukästen und verschiedenen Zusatzmaterialien einen Roboter zu bauen, der in der Lage ist, mit Hirse eine vorgegebene Figur (Kreis, Quadrat, Dreieck) auf einer Ebene zu „zeichnen“.
Um das Ziel zu erreichen, wurden folgende Aufgaben gelöst:
Erstellen Sie einen Plan für den Zusammenbau eines autonomen Roboters „Drawer“;
Bauen Sie einen Roboter zusammen, der in der Lage ist, mithilfe von Körnern geometrische Formen auf einer Ebene zu zeichnen.
Erstellen Sie ein Programm für den korrekten Betrieb des Roboters.
Testen Sie den „Drawer“-Roboter.
Die wichtigsten Erstellungsmethoden sind das Modellieren, Entwerfen und Programmieren unseres Modells mithilfe des KonstruktorsLEGOGedankenstürme.
Im Rahmen des Projekts haben wir einen Roboter „Drawer“ entwickelt, der in der Lage ist, geometrische Formen mit Hirse zu zeichnen.
Projektbeschreibung
An erste Stufe Suche nach den notwendigen Informationen, Einarbeitung in den 3D-Drucker und seine Software. Wir haben uns viele Modelle von Zeichenrobotern im Internet angeschaut, alle sind sicherlich interessant, aber wir wollten einen Roboter mit einem starken und stabilen Design schaffen.
Nachdem wir alle Informationen analysiert hatten, stellten wir fest, dass die Basis unseres Roboters ein dreirädriger Roboter mit einem Wagen sein wird, der einen Behälter zur Lagerung und Lieferung von Getreide enthält.
Anzweite Stufe Wir haben entschieden, wie der „Drawer“-Roboter aussehen wird, wie viele Motoren und Teile wir verwenden müssen, wie, was und wie viele Mikroprozessoren wir verwenden müssen.
Um das Robotermodell zu erstellen, haben wir Folgendes verwendet:
3 DDrucker;
BausatzLEGO Mindstorms-Ausbildung;
SoftwarebereitstellenLEGO Mindstorms EV3 Home Edition.
Die Tabelle zeigt die Hauptbausteine und deren Verwendung im Projekt.
BildName
Wofür wird es verwendet?
MikroprozessorEV3.
Steuert die Bewegung von NXT-Servomotoren
2 ServomotorenEV3
Elektromotoren steuern die Bewegung des Roboters
EV3 Mittlerer Servomotor
Der Elektromotor steuert die Hirsefütterung
Trichter
Zur Lagerung und Fütterung von Getreide
Nachdem wir alle Strukturelemente durchdacht hatten, begannen wir mit der Konstruktion unseres Modells. Das Robotermodell besteht aus zwei Teilen: einem dreirädrigen Bot und einem Wagen mit Trichter. Der dreirädrige Bot basiert auf einem MikroprozessorEV3 und 2 EV3-Servomotoren, die für die Bewegungen des Roboters verantwortlich sind.
Der Wagen besteht aus Lego-Teilen, aber wir mussten den Trichter aus 3 Teilen modellieren und erstellenDDrucker. Der mittlere EV3-Servomotor ist für die Zuführung der Hirse in den Trichter zuständig.
Wie bei allen Designs gibt es Vor- und Nachteile, unser Roboter ist da keine Ausnahme. Designvorteil: Starkes, leichtes und stabiles Design. Es arbeitet schnell und wendig. Kann Menschen helfen (Getreide sortieren, Feldfrüchte anbauen).
Beim Zusammenbau der Ausgabevorrichtung für den „Drawer“-Roboter trat eine Schwierigkeit auf. Das Design des Roboters war ursprünglich so konzipiert, dass das Korn nur dann herausspritzt, wenn sich der Roboter entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt. Zu diesem Zweck wurde ein Ventil geschaffen, das das Getreide im Gerät zurückhielt. Doch wir mussten feststellen, dass die Hirse einfach nicht aus dem Gerät floss. Deshalb mussten wir das Ventil mit einem Fuß neu anfertigen, der regelmäßig auf den Auslauf trifft und so das Auslaufen des Getreides erleichtert.Hier sind die Vor- und Nachteile unseres Roboters:
Vorteile dieses DesignsNachteile dieses Designs
Starkes, leichtes, kompaktes und stabiles Design.
Der Akku des Roboters ist ungünstig platziert.
Es arbeitet schnell und wendig.
Schwierigkeiten bei der Montage (Ausgabedesign).
Kann Leuten beim Einsteigen helfen Feldfrüchte bei der Bodendüngung.
Montageschritte:
Identifizieren der vom Roboter benötigten Funktionen;
Erstellen eines Roboterdesigns, das diese Funktionen erfüllt;
Programmerstellung, Testen;
Beseitigung von Mängeln;
Roboteranzeige.
Andritte Stufe Wir haben ein Roboterbewegungsprogramm in der LEGO MINDSTORMS-Programmierumgebung erstelltEV3 HeimAusgabe. Während der Arbeit am Programm haben wir einen Algorithmus zusammengestellt, mit dem sich der Roboter entlang einer Flugbahn bewegen kann: Quadrat, Kreis, Dreieck mit vorgegebenen Seiten und Winkeln.
3)
4) Ovsyanitskaya, L. Yu. Lego Mindstorms EV3-Roboterprogrammierkurs in der EV3-Umgebung: grundlegende Ansätze, praktische Beispiele, Geheimnisse der Meisterschaft / L.Yu. Ovsyanitskaya, D. N. Ovsyanitsky, A.D. Ovsyanitsky. – Tscheljabinsk: IP Myakotin I.V., 2014. – 204 S.
