Исследовательский проект по робототехнике "Робот -официант"

униципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 2 г. Советский»

«Робот - официант»

Авторы: Довгань Данил, Шульга Игорь

РФ, Ханты-Мансийский автономный округ

г. Советский

МБОУ СОШ №2

                              Руководитель:  

                                                             Васянина Гульнара Зайнулловна

                                                        г. Советский, МБОУ СОШ №2

                                        учитель технологии

2016г.

Содержание

I. Введение………………………………..…………………………....…….....….3

     1.Выбор и обоснование темы......................................................................................3

    II. Историческая справка….………………….…………………...…..……3-4

    III.  Исследования

     1. Исследование №1

    2. Исследование №2

    3. Исследование №3………………………………………………………....…….5-6

   IV. Экономический расчет…………………………………………………..6-7

   V. Техника безопасности……………………...............................................…...7

   VII. Анализ полученного результата……………………………..……..….7

   VIII. Использованная литература…...………….…….………………….....8

1. Введение

1. Выбор и обоснование темы.
   

      На данный момент мы обучаемся в 6-ом классе, но уже сейчас задумываемся о своем будущем. Как же себя реализовать во взрослой жизни? Сегодня мы попробуем помечтать о своем будущем бизнесе, а именно о необычном кафе!!! В нашем городе уже существуют кафе, но одной из основных задач является привлечь посетителей чем-то интересным и креативным. Поэтому нам пришла идея изготовить робота – официанта.

Цель:

Сконструировать  и запрограммировать робота - официанта из конструктора LEGO Mindstorms EV-3 с использованием датчика цвета и ультразвукового датчика.

Задачи:

1. Придумать и сконструировать модель робота-официанта из конструктора LEGO Mindstorms EV-3;
2. Создать программу для модели «Робот – официант» используя программное обеспечение LEGO Mindstorms EV-3;
3. Провести исследования и варианты программирования модели;
4. Провести анализ полученного изделия.

2. Историческая справка

Слово «робот» произошло от чешского слова robota, означавшего тяжелый физический труд. Впервые устройства для выполнения различных поручений были названы роботами в пьесе Rossum's Universal Robots чешского писателя Карела Чапека. История современного роботостроения, по официальным данным, насчитывает всего несколько десятилетий, но и в далеком прошлом люди не просто мечтали, а конструировали роботов.

В XII веке араб Аль-Джазире придумал и сконструировал несколько механических устройств, которые могли воспроизводить музыку. Однако как эти устройства выглядели, хорошо ли играли и можно ли их назвать первыми роботами, до сих пор неизвестно. В чертежах Леонардо да Винчи найдены изображения механического человека. Гений предполагал, что его устройство сможет сидеть и даже двигать руками. Немецкий философ Альбер Великий не просто изобрел, а еще и сконструировал робота, которого назвал железным слугой. Согласно некоторым источникам, устройство могло не только передвигаться и совершать несложные действия, но и отвечать на простые вопросы. Однако ученик философа по имени Фома посчитал железного слугу дьяволом и уничтожил изобретение своего учителя.

В XVII веке различными людьми создавались все новые и новые «разумные машины». Изобретатели уверяли, что их творения вскоре избавят людей от тяжелой работы. Однако во всех случаях оказывалось, что внутри механизма прятался живой человек. Известен случай, когда механический человек, созданный В. Кемпеленом, умел играть в шахматы. Однажды во время одной из партий стоявшие вокруг шахматного стола зрители бросились к выходу, где-то слышались крики «Пожар! Пожар!». Испугался и механический шахматист. Оказалось, что на ложную тревогу среагировал и человек, который управлял устройством. В 1738 году человекоподобного робота создал француз Ж. Вокнасон. Его творение умело играть на флейте. О дальнейшей судьбе данного андроида ничего неизвестно. В 1927 году американский инженер по фамилии Уэксли принял участие во Всемирной выставке, проходившей в Нью-Йорке. Там он продемонстрировал свое изобретение – похожего на человека робота, который подчинялся голосовым командам и мог выполнять простые движения. В середине XX века было преодолено стремление сделать роботов человекоподобными. Инженеры посчитали, что в ряде случаев гораздо удобнее передвигаться на гусеницах или на колесах. В 50-х годах появились манипуляторы, управляемые человеком, которые облегчили работу с радиоактивными материалами. В 60-х годах был запатентован самоходный робот, представлявший собой тележку с камерой и микрофоном. Это устройство должно было проводить разведку в местах радиоактивного заражения и передавать информацию в штаб.
В 1962 году в США началась эра промышленного роботостроения. Роботы получили названия «Версатран» и «Юнимейт». Они были оснащены манипуляторами, похожими на руку человека, но большего сходства с людьми инженеры решили не делать.
Со временем появились инновационные роботы: разведчики, уборщики, официанты и даже робот-милиционер. Презентация последнего состоялась в 2009 году. Этот робот оснащен пистолетом, винтовкой и установкой для метания ручных гранат.

3. Исследования

Исследование №1

Мы составили маршрут и план действий робота. Модель должна двигаться в одном направлении и останавливаться возле столиков определенного цвета, разворачиваясь с подносом к столику (см. рис.1). Чтобы наш робот, двигался строго по черной линии, мы использовали датчик цвета и программу,  изображенную на рис 2. В нашей программе мы использовали режим «Яркость отраженного света» .

                                                                                                         Рис1.

                                                                   Рис.2

Исследование №2

По нашей схеме наш робот должен останавливаться возле стола с посетителями определенного цвета для этого мы установили режим «Цвет». Датчик цвета  - это цифровой датчик, который может определять цвет или яркость света, поступающего в небольшое окошко на лицевой стороне датчика. Этот датчик может работать в трех разных режимах: в режиме «Цвет», в режиме «Яркость отраженного света» и в режиме «Яркость внешнего освещения».

Исследование №3

Для того, чтобы наша модель робота, подъехав к столику определенного цвета правильно выполнила задание даже в нестандартной ситуации (например, в случае, если на данный момент за столиком отсутствуют посетители, заказавшие обед), мы использовали ультразвуковой датчик, при помощи которого робот будет ждать, пока с его подноса не заберут заказ.

4. Экономический расчет.

На сегодняшний день мы постарались собрать и запрограммировать мини - версию робота - официанта, но в дальнейшем мы планируем собрать робота высотой 1,5 метра.
Просмотрев все источники в интернете мы выяснили, что суммарная стоимость такого самодельного  робота – официанта составляет 250-300 тыс.руб.
В данную сумму входят: двигатели, датчики цвета, серводвигатели, ультразвуковые датчики, комплект деталей, светодиоды, кабеля, микрокомпьютер  т.д.
Чтобы приобрести готового робота - официанта необходимо около 450 000 тыс.руб.
Следовательно, сборка робота своими силами будет экономически выгоднее.

5. Техника безопасности

Работая с электропаяльниками, электровыжигательными и подобными им приборами, следует у места расположения электророзетки иметь постоянно закрепленную подставку для укладки паяльника, изготовленную из негорючих материалов. Все работы по изготовлению детьми различных поделок с помощью выжигания и пайки необходимо проводить под контролем. Электроприборы укладывают на постоянное место хранения по окончании работ только после осмотра их взрослыми.

Определенную пожарную опасность представляют всевозможные неплотные кнтакты, например, в местах присоединения проводов к приборам или при сращивании их между собой. Неплотные контакты окисляются и создают большое сопротивление. Они чрезмерно нагреваются и нередко вызывают воспламенение изоляции проводов. Неплотные соединения могут приводить еще и к искрению, что также является возможной причиной возникновения пожаров.

Электроприборы и аппараты, выключатели, ламповые патроны, штепсельные розетки нельзя ремонтировать или заменять под напряжением.

6. Анализ полученного результата
   

 
Мы получили большое удовольствие и узнали много нового в ходе конструирования нашего робота. А также познакомились с историей появления первых роботов, провели исследования с датчиками и моторами. Наш робот - официант  понравился родителям и друзьям. Думаем, что данная модель робота будет «изюминкой» нашего будущего кафе. Считаем, что поставленной цели мы достигли. А также помечтали с пользой.

VII. Использованная литература

ссылки

1.   http://www.kakprosto.ru/kak-896736-kakie-i-gde-poyavilis-pervye-roboty-#ixzz4O13sQDKF

2.   http://www.kakprosto.ru/kak-896736-kakie-i-gde-poyavilis-pervye-roboty-#ixzz4O13mgmX6

3.   http://www.kakprosto.ru/kak-896736-kakie-i-gde-poyavilis-pervye-roboty-#ixzz4O13gKiZn