«Робот-санитар»
Автор: Журавлев Афанасий Анатольевич, 11 лет
Руководитель: Казакова Любовь Александровна
Педагог дополнительного образования
МБОУ ДОД «ЦДОД «Центр информационных технологий»
Г. Ивангород, Ленинградская область.
В этом году мне делали операцию. Пока я лежал в больнице я увидел, что медсестры, а это в основном женщины, катают очень тяжелые каталки в операционную и обратно. Это очень тяжелая работа. После операции пациент находится под наркозом и не может сам двигаться. Медсестрам приходится перекладывать его с каталки на кровать, а это очень тяжело.
Я занимаюсь в кружке «Основы робототехники». На занятии мы учимся программировать и создавать своих собственных роботов. Поэтому я решил создать робота, который будет помогать в больнице.
Мой робот собран на основе конструктора Lego Mindstorms Education EV3. Данный робот является моделью автоматической каталки для доставки пациента в операционную. В операционной верхняя часть каталки наклоняется, что позволяет переместить пациента на операционный стол. Для этого используются наборы из серии Lego Education «Технология и физика», «Технология и физика. Пневматика». После операции робот отвозит пациента в палату.
Основные составляющие «Робота-санитара» и принцип работы
1. Базовая модель робота Lego Mindstorms Education EV3 с использованием двух больших сервомоторов.
2. Каталка, которая крепится впереди базовой модели. У каталки имеются колеса на рулевом управлении. Поворот колес осуществляется с помощью среднего сервомотора.
3. Движение «Робота-санитара» происходит по заранее составленному алгоритму, так как расположение палат и операционной в больнице заранее известно.
4. Наклон верхней части каталки осуществляется с помощью пневматического подъемника. Для наклона необходимо подключить подъемник к баллону с воздухом и переключить рычаг.
5. После доставки пациента в операционную, робот ожидает нажатия на датчик касания и возвращается на место старта.
6. По второму датчику касания робот возвращается в операционную, забирает пациента и отвозит его в палату.
7. Программа написана на языке Lego EV3-G.
Этапы создания «Робота-санитара»
Первая модель каталки (рис.1) оказалась не удачной. Я использовал большие колеса, а каталка просто крепилась перед роботом. Такая модель не могла поворачивать. Колеса могли крутится только в одной плоскости.
Вторая модель каталки (рис.2) тоже оказалась не удачной. Я решил сделать независимые колеса с использованием подшипника рычага рулевого управления. Колеса стали вращаться в разные стороны, но остались не управляемыми.
На третьем этапе я воспользовался набором «Технология и Физика». В одном из заданий я нашел схему сборки машины на рулевом управлении (рис. 3). Сначала я собрал эту модель, что бы понять, как она работает. В этом мне помог мой отец, так как он разбирается в работе автомобилей. После этого я попробовал подключить к оси управления средний сервомотор. Модель стала поворачивать в нужную мне сторону. Теперь я смог построить каталку с рулевым управлением.
Итогом моей работы стал «Робот-санитар» (рис. 10) у которого впереди находится каталка с управляемыми колесами. Задние колеса (на них установлен блок управления) обеспечивают движение, а колеса каталки поворот в нужную сторону.
Задание, которое выполняет робот-санитар:
1. Проехать до первого поворота
2. Повернуть налево
3. Проехать до операционной
4. Дождаться сигнала о перемещении пациента на операционный стол
5. Вернуться на место старта.
6. Дождаться сигнала об окончании операции.
7. Повторить пункты 1-3
8. Забрать пациента
9. Вернуться на место старта.
Для написания программы использовалась среда программирования EV3-G.
Фрагмент программы представлен на рисунке 11.
Одним из сложных этапов написания программы был расчет правильного поворота робота. При написании программы я понял, что действия робота зависят от уровня заряда батареи. Сначала я программировал робота по времени, но каждый раз робот вел себя по-разному. Тогда я попробовал изменить параметры управления моторами. Вместо управления по времени я установил подсчет количества градусов сервомотора. Робот стал более точно выполнять задание.
Основные порталы (построено редакторами)