Моделирование робота-сборщика

Казалось бы, что сбор плодов в саду с земли – дело достаточно простое. Но как собрать все упавшие плоды на производстве. Их ведь там очень много, и одной человеческой силы не хватит. Для этого мы придумали модель робота, который будет при помощи некоторых датчиков и мотора, который вращается бесконечно собирать упавшие на землю плоды. Мы запрограммировали его так, чтобы он сумел собрать все плоды. Нам кажется, что если нашу модель робота увеличить до значительных размеров, то она могла бы пригодиться на производстве.

История робототехники

Робот – это электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство, программа, либо их комбинация, работающая без участия человека и выполняющие действия, обычно осуществляемые человеком.

Другими словами робот – это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека.

Робот построен по компьютерной технологии, сознание робота - это вычислительная машина, с которой информация может быть считана и перенесена на отдельный носитель. Робот не лечится, а ремонтируется путем ввода соответствующих диагностических программ.

Существует 3 правила робототехники, которые сформулировал в 1942 году автор научно-фантастических произведений Айзек Азимов в своем рассказе Хоровод:

ü Робот не может повредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред.

ü Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу

ü Робот должен защищать свое существование до тех пор эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Психологи установили, что идеальный робот-андроид не должен превышать ростом 1 метр30 сантиметров. Более высокие механизмы уже вызывают у людей опасение.

Что уже умеют человекоподобные механизмы:

è ходить, бегать, подниматься по лестницам, перепрыгивать препятствия высотой до полуметра;

è танцевать, ходить на лыжах, играть в футбол, кидать дротики;

è играть в шахматы, на музыкальных инструментах, дирижировать оркестром;

è делать уколы и хирургические операции;

è распознавать и синтезировать человеческую речь, вести беседу, пожимать руки, улыбаться;

è убираться по дому, выполнять функции секретаря, следить за детьми и животными, смешивать коктейли, подавать на стол;

è охранять дом, драться с другими механизмами.

С каждым годом роботы совершенствуются и умнеют, но все же их искусственный интеллект не сравнится с человеческим.

Цель работы

Собрать робота, который будет собирать плоды в саду.

Глава 1. Сборка робота

Сборка – отныне самый важный этап в изобретении робота. Ведь именно от его характеристик строения чаще всего зависит проходимость, трудоспособность, затрат времени и т.п. Ученые сборщики, занимаясь чертежами и конструированию, отдают большую часть времени на это. Именно сборка даётся им с трудом.

Оборудование

Конструктор NXT 2.0:

1) Блок

2) 3 мотора

3) 2 колеса с шинами

4) 1 колесо без шины

5) Датчик ультразвука

6) Датчик нажатия

7) Ось на 9

8) Втулки

9) Штифты

10) Балка:

На 7

На 9

На 13

На 15

11) Изогнутые балки

12) Провода

Сборка робота:

1. Основные детали(2 колеса с шиной, 1 без шины, 3 двигателя, NXT блок, 1датчик касания, 1 датчик ультразвука)

Конструирование:

1. Сборка колес. Необходимые детали: 2 оси на 7, 4 втулки, 2 двигателя. Весь этот набор нам нужен для того чтобы собрать оба мотора.

На этих рисунках изображен один мотор с двух сторон.

2. Присоединение двигателей к блоку NXT. Необходимые детали: 2 изогнутые балки, 2 балки на 7, 1 балка на 15, 16 штифтов и 2 мотора (собранные).

3. Сборка навесного оборудования. Необходимые детали: 8 изогнутых балок, 2 оси на 7, 1 мотор (не собранный).

4. Сборка заднего колеса для устойчивости робота. Необходимые детали: 2 изогнутые балки, 4 втулки, 1 ось на 7, 1 колесо без шины.

5. Присоединение датчика ультразвука. Необходимые детали: 1 датчик ультразвука.

6. Присоединение датчика касания. Необходимые детали: 2 балки на 7, 2 штифта.

$Описание: H:\Лера\Школа\Школа 165 - 6 В класс\Ноу\Робототехника и лева\IMG_2388.jpg$ $Описание: H:\Лера\Школа\Школа 165 - 6 В класс\Ноу\Робототехника и лева\IMG_2391.jpg$

7. Соединение проводами датчиков и двигателей с портами:

1. Правый двигатель – порт B

2. Левый двигатель – порт C

3. Прибор для сбора яблок – порт A

4. Датчик ультразвука – порт 1

5. Датчик касания – порт 4

Глава 2. Программирование

Программирование – тоже очень важный процесс. Не всегда программирование удается очень легко. Ведь надо учитывать все характеристики строения: вес, радиус колес и т.п.

Оборудование

1) Компьютер со средой программирования Robolab 2.9
2) Шнур USB

Задача: написать такую программу, с помощью которой робот будет проезжать в дырки между деревьями, но не задевая деревья своим корпусом и собирать яблоки.

Блок-схема к программе

Программа

1. Блок «Начало цикла».

2. Блок «Ехать вперед» (Порт: В, С; Мощность моторов: 50)

3. Блок «Проверка расстояния» (с помощью датчика ультразвука); (Порт 1; Константа: 40см);

Если же расстояние больше 40 см, а значит, робот увидел проезд, то он начинает выполнять вторую часть программы:

4. Блок «Ехать вперед» (Порт: В; Мощность моторов: 50)

5. Блок «Обороты» (Порт: В; Обороты: 360)

6. Блок «Ехать вперед» (Порт: С; Мощность моторов: 50)

7. Блок «Обороты» (Порт: С; Обороты: 360)

8. Блок «Ехать вперед» (Порт: В; Мощность моторов: -50)

9. Блок «Обороты» (Порт: В; Обороты: -332)

10. Блок «Ехать вперед» (Порт: В. С; Мощность моторов: -50)

11. Блок «Обороты» (Порт: В. С; Обороты: -700)

12. Блок «Ехать вперед» (Порт: В; Мощность моторов: -50)

13. Блок «Обороты» (Порт: В; Обороты: -360)

14. Блок «Ехать вперед» (Порт: С; Мощность моторов: 50)

15. Блок «Обороты» (Порт: С; Обороты: 332)

16. Блок «Ехать вперед» (Порт: В; Мощность моторов: -50)

Робот будет ехать назад до тех пор пока не сработает датчик нажатия.

17. Блок «Ожидание нажатия» (с помощью датчика ультразвука); (Порт 3)

18. Блок «Конец цикла».

Глава 3. Проезд

Проезд – решающая или финишная часть работы. Именно проезд покажет, на сколько, ты знаешь своё дело. Каждый ученый оценивает свою работу. Учитывая ошибки, ученый, будет делать робота, в котором этих ошибок не будет.

Вывод

В будущем этот робот сможет не только собирать плоды с земли, но и служить поводырём (без навесного оборудования) для людей лишенных зрения.

Скачать:

Вложение	Размер
Cоздание робота-сборщика	1.34 МБ
Атмосферное давление	1.93 МБ

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Слайд 1

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ Атмос – пар греч Сфера - шар Воздух = азот (78%) + кислород(21%) + другие газы h атм ≈ неск.тыс.км.

Слайд 2

Сила, с которой столб воздуха атмосферы давит на земную поверхность и все, что на ней находится, называется атмосферным давлением. На 1 кв. см давит столб воздуха атмосферы с силой 1 кг 33 г.

Слайд 3

Первым доказал и измерил атмосферное давление в 1643г. Итальянский ученый Эванджелиста Торричелли. Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760мм.

Слайд 4

Ртутный барометр Ртуть перестает вытекать из трубки когда давление ртути уравновешивается атмосферным давлением

Слайд 5

Данный факт привел людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м. Обнаружить и измерить атмосферное давление можно при помощи любой жидкости, например воды, но размер барометра будет гораздо больше

Слайд 6

По подсчетам Паскаля атмосфера Земли весит столько же, сколько весил бы медный шар диаметром 10км - пять квадриллионов ( 5000000000000000 ) тонн! ( 5.000.000.000.000.000 ) тонн! Земная поверхность и все тела на ней испытывают давление толщи воздуха, т.е. испытывают атмосферное давление.

Слайд 7

Опыты, доказывающие существование атмосферного давления: Итак, воздух обладает весом... В этом можно убедиться на опыте. Выкачав часть воздуха из шара, мы увидим, что он стал легче.

Слайд 8

Опыты, доказывающие существование атмосферного давления: Магдебургские полушария.

Слайд 9

Опыты, доказывающие существование атмосферного давления: Устройство насоса было известно еще в глубокой древности. Древнегреческий ученый Аристотель и его последователи объясняли движение воды за поршнем в трубе насоса тем, что «природа боится пустоты». Истинная же причина этого явления - давление атмосферы – им была неизвестна.

Слайд 10

Опыты, доказывающие существование атмосферного давления: На рисунке изображен прибор ливер для взятия проб различных жидкостей. Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, из ливера начинает вытекать жидкость.

Слайд 11

Опыты, доказывающие существование атмосферного давления: Воздух лекарь. При сильном кашле врач рекомендует больному банки. Если внести в банку горящую ватку , смоченную одеколоном , воздух в банке нагревается и частично выходит наружу, внутри образуется разрежение. В этот момент банку быстро прижимают к телу . Атмосферное давление вдавливает внутрь банки часть кожи с прилегающими к ней тканями. При этом создаётся усиленный приток крови к данному участку, что является важнейшим лечебным фактором. Когда банку снимают , то слышится характерный хлопок : это наружный воздух врывается в неё.

Слайд 12

В 1648г. Французский ученый Блез Паскаль доказал, что меньший столб воздуха оказывает меньшее давление.

Слайд 14

Благодаря тепловому движению и притяжению молекул к Земле их распределение в атмосфере неравномерно. Нижние слои атмосферы в результате давления на них верхних слоев имеют большую плотность воздуха. Нормальное атмосферное давление на уровне моря в среднем составляет 760 мм рт.ст. С высотой давление и плотность воздуха уменьшаются. При высоте атмосферы в 2000-3000км 99% ее массы сосредоточено в нижнем ( до 30км ) слое. На среднего по размерам человека со стороны атмосферного давления действует сила давления около 15 тонн. Но мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего организма.

Слайд 15

У земли на 100 м подъема давление падает на 10 мм рт.ст. С высоты 2000м на 150 м подъема -10мм рт.ст.; 6000 м на 200 м подъема – 10 мм.рт.ст. На высоте 10000м атмосферное давление 217 мм рт.ст. На высоте 20000 м 51 мм рт.ст.

Слайд 16

Но атмосферное давление зависит не только от высоты На экваторе поверхность быстро нагревается, воздух над ней становится легким и поднимается вверх, поэтому давление здесь всегда низкое. На полюсах всегда высокое – холодный воздух тяжелый и опускается вниз

Слайд 17

Земная поверхность нагревается неодинаково, следовательно и атмосферное давление в разных ее частях неодинаково Циклон –подвижная область с низким атмосферным давлением в центре Антициклон – подвижная область с высоким атмосферным давлением в центре Циклоны и антициклоны на картах обозначаются замкнутыми изобарами Перепады давления - источники ветра

Слайд 18

Точки на карте с одинаковым атмосферным давлением соединяют линии- изобары

Слайд 19

Неравномерность давления – причина ураганов

Слайд 20

Лишившись атмосферы, Земля стала бы такая же, как и её спутница Луна, где царит то зной – 130 градусов днём, то _150 градусов мороза ночью.

Разноцветное дерево

Северное сияние

Любили тебя без особых причин...

Снеговик

Флейта и Ветер