Аннотация

Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Достаточно быстро развивается данное направление в настоящее время, просматривая старые журналы нас заинтересовала одна модель, корпус напоминает лодку, а механическая часть паука-образное насекомое. Решили попробовать свои силы в создании этой механической конструкции. В процессе работы, познакомились с основными разделами робототехники, механика, электротехника, программирование.

Узнали, что в основе движителя лежит тот же принцип, что и у животных, — рычажная система с суставами. Именно поэтому опоры каждой «ноги» такой модели состоят из двух частей: верхней и нижней, шарнирно соединенных между собой. Сверху «ноги» крепятся к общей несущей раме, а еще выше — к параллелограммам тяг с шарнирами по углам. Вся система представляет собой, по сути дела, кривошипно-шатунный механизм.

При сборке изделия выявили ряд конструкторских ошибок авторов первичной в работе механизма передвижения. 

Выполнили экономические расчеты, подвели итог проделанной работы, выдвинули гипотезы целесообразности практического применения конструкции «Шагоход».

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 000"

Проект

Шагоход

Выполнил учащийся 10Д класса 

Скороходов Илья

Руководитель

Москва -2017

Содержание

Актуальность ………………………………………………  4 Постановка целей и задач  ……………………………….  5 Исследовательская часть …………………………………  6 Технологическая часть изготовления изделия…………  6-9 Экономические расчеты ……………………………………  9-10 Вывод о проделанной работе …………………………….  10-11 Приложение,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12-14

Проект «Шагоход».

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Актуальность

Просматривая старые журналы в интернете, просматривали пример техники будущего, мы выбрали достаточно интересную конструкцию шагохода. Она заинтересовала нас простотой изготовления и доступностью материалов, возможностью оживить ее с помощью плата микроконтроллера Arduino UNO R3. Данный контролер позволяет оживить «Шахогод» может заставить выполнять заранее запрограммированные действия.

Робот— автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма, предназначенное для осуществления производственных и других операций.

Рассмотрим понятие, робототехника состоит из трех составляющих:

Механика Электроника Программирование

Постановка цели и задач

Следовательно, целью нашей работы является сборка данного транспортного средства под названием «Шагоход» с элементами автоматизации на основе микроконтроллера Arduino UNO R3.

Объект исследования:

Шагоход.

Предмет исследования:

Принципы работы шагохода.

Для достижения цели мы поставили перед собой задачи:

1. Изучить конструкцию модели «Шагохода» по предложенной схеме. 2 Определить габаритные размеры будущей модели, разработать эскизы и чертежи элементов конструкции «Шагохода».

3.  Осуществить подбор материала для изготовления элементов конструкции изделия.

4. Определиться с подбором инструментов и оборудования 

5. Изучит практические возможность графических программ для построения эскизов и чертежей «Шагохода»

6.Освоить приемы работы с 3D принтером для изготовления деталей конструкции.

7. Составить технологический процесс изготовления и сборки и настройки электрической части данного изделия.

8. Выполнить экономические расчеты.

9. Подвести итог о проделанной работе, разработать гипотезу для дальнейшей модернизации и использования шагохода.

Исследовательская часть

I. Раздел механика.

Исследование конструкции модели «Шагохода» по предложенной первоначальной авторами схеме показал грубую ошибку, в работе двух рычагов закрепленных противоположно друг другу. При вращении маховика механизм должен заклинить. Решение было принято переместить рычаги в одну точку, осуществляя тем самым возвратно поступательное вращение рычагов.

Изменение претерпела и форма маховика, круглую форму заменили на ромбическую, с экономив тем самым материал, пластик. Изменение формы не повлияло на работу механизма  расположение рычагов и конструкцию маховика. Определили основные части изделия его габаритные размеры, материал для изготовления.

Подбор материалов для изготовления изделия

Для изготовления Шагохода мы решили использовать такие материалы, как дерево  ( платформа ) и пластик марки PLA используемый для печати на 3D принтере.

Изготовили детали используя программу Компас-3Д, составили технологический процесс сборки конструкции «Шагохода»

Технологический процесс сборки Шагохода

Модель шагохода четыре опоры («ноги»), соединенные таким образом, что их кривошипы образуют параллелограмм. Каждая из «ног» преобразует вращательное движение кривошипа в почти прямолинейное движение. Максимальное отклонение от прямой при соответствующем подборе соотношения между длинами звеньев механизма составляет доли процентов от длины кривошипа. Многое из того, что Вы видите на рисунке, следует додумать и доделать. Ниже рассказано только об основных узлах модели.

Монтаж начинам с установки на несущей раме микродвигателей с редуктором. Расположить их необходимо так, чтобы вал редуктора проходил над центром пластины. Надеть на вал редуктора центральные скобы и закрепить их так, чтобы не выступали головки винтов. Крайние скобы делаются несколько большего размера с проточкой под винт, чтобы регулировать выступ скобы над торцевой поверхностью рамы. Шарнирные оси центральных и боковых скоб должны располагаться на одной горизонтали.

II. Электроника

Собираем  электрическую схему по схеме

III. Програмирование

Экономическая часть проекта 

В таблице показаны основные составляющие используемые нами при экономическом расчете

Наименование

Стоимость

Расход

Затраты

Фанера шлифованная влагостойкая ФК 1525х1525х10 мм

640 р  2.325м2

0,012 м2

1 руб. 80коп

шуруп

10 коп.

6шт.

60 коп.

Пластик PLA

540руб. кг

200г

108руб.

плата микроконтроллера Arduino UNO R3, элементы управления

760руб

1 комп

760

Итого:

829руб. 80коп

Экономические расчеты показали, что стоимость изделия с учетом материальных затрат составила 829руб. 80коп

Вывод о проделанной работе

Подводя итоги данной работы, мы изготовили рабочую модель можно с уверенностью сказать, что данный она будет весьма полезна для изучения разделов робототехники, он может служить пособием для изучения разделов робототехники. В ходе изучения экспериментальной работы кинематической схемы Шагохода нам удалось обнаружить и устранить дефект конструкции.

Размеры мы старались подобрать так, чтобы конструкция  получилась более мобильней.

Для изготовления Шагохода использовали доступные  материалы, дерево и пластик марки PLA, использовали печать на 3D принтере.

Экономические расчеты  показали, что устройство является не слишком затратным в материальном плане и его может изготовить даже ребенок.

Гипотеза практического использования изделия

Данное изделие может применяться не только для передвижения по земле, но и служить в качестве передвижного моста. Данное изделие может применяться не

только для передвижения по земле, но и служить в качестве передвижного моста.

Литература :

http://wsesam. ru/text/Shagohod-svoimi-rukami. html
Юный техник - для умелых рук 1978

  3. Твердотельное моделирование деталей в САD-системах: AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo 

  4. Программирование микроконтроллерных плат Arduino,  Улли Соммер

  БХВ-Петербург

Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства

Приложение

Рисунки