Технологический проект Робототехника Робот-пультоид


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

Робот-пультоидВыполнилЯковлев СергейУченик 9 «В» классаМБОУ Лицея №12РуководительМишенин Андрей Иванович,учитель технологии и химии Почему выбрал именно робототехникуПри выборе темы проекта было рассмотрено много вариантов, но была выбрана именно робототехника, так как это направление привлекает меня широким полем для размышления, свободой мысли, полётом фантазии. Пусть мною пока сконструировано всего 2 робота я не собираюсь останавливаться на достигнутом и в дальнейшем буду конструировать программируемых роботов. Мой предыдущий проект Цели и задачи Цель проекта:Изготовить робота-пультоида с схемой ,которую я бы придумал сам, который будет поворачивать при нажатии любой кнопки на ИК-пульте, доставить нетяжелый груз из одной части помещения в другую, который возможно будет использовать в реальной жизни.Задачи проекта:• наметить план работы, правильно спланировать рабочее время, позволяющее совместить работу над проектом с учёбой;• изучить литературу, касающуюся изготовления робототехники;• изучить и использовать опыт коллег по увлечению;• выбрать оптимальный вариант предполагаемого изделия;• приобрести необходимые комплектующие, соответствующие предполагаемому бюджету (приблизительно 200 руб.);• правильно организовать работу, на рабочем месте соблюдать порядок и организованность;• обеспечить соблюдение безопасных приёмов работы, соблюдать ПТБ;• соблюдать ПТБ при правильной утилизации отходов;• соблюдать ПТБ при эксплуатации готового изделия. Почему решил делать робота полностью самРассматривались разные варианты роботов: БИБОТ 2 – имеет три функции: поворачивает при нажатии кнопки на ДУ пульте, бегает за светом и ездит по линии;РОБОТ-ЖУК – объезжает препятствия при касании их своими усиками;Бибот 1- имеет две функции: ездит по линии, бегает за лучом света.Но я твердо решил развиваться в сфере робототехники, что следующим моим шагом будет придумывание своей схемы, которой нигде больше нет. Варианты роботов Робот-пультоид Практическая работаТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Материалы Необходимый инструмент Техническая документация. Электрическая схема робота Размечаем и вырезаем кусок стеклотекстолита для платы Травление платы Сверление платы Включаем паяльник Зачистить от изоляции концы проводов, которые заранее были нарезаны на отрезки нужной длины Сверление основы Сначала приклеиваются на двухсторонний скотч двигатели и кассета для источника питания Монтаж всех радиоэлементов на плату Надеваем колпачки на валы двигателей Готовое изделие Правила техники безопасности и эксплуатации готового изделияУ тех, кто ознакомился с этой работой может возникнуть желание повторить или придумать что-то новое, но эта работа пусть и не слишком сложна, но не безопасна, так как паяльник нагревается до достаточно высокой температуры (около 300˚), так что можно получить ожоги. Поэтому:• необходимо знать, помнить и соблюдать ПТБ при работе с паяльником;• работа с паяльником должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении или можно сделать вытяжку над рабочим местом, так как дым, возникающий во время паяния вреден для здоровья;• желательно иметь защитные очки и рабочую сменную одежду.Правильно и в установленном порядке утилизировать отходы. Нужно соблюдать правила эксплуатации готового изделия, для того чтобы изделие прослужило дольше:• избегать длительного попадания прямых солнечных лучей;• не оставлять устройство в близи нагревательных приборов длительное время;• не ронять;• если прибор длительное время не эксплуатируется, необходимо убрать аккумуляторы;• вовремя заряжать аккумуляторы. Заключение и выводыБыла поставлена конкретная цель, изготовить робота-транспортёра, который сможет передвигаться по линии, доставить нетяжелый груз из одной части помещения в другую без помощи человека, который возможно будет использовать в реальной жизни. На наш взгляд цель достигнута, и оправдала ожидания, затраченные силы, и время на реализацию данного проекта.Для достижения цели были решены поставленные задачи. Намечен план работы, правильно спланировано рабочее время, позволяющее совместить работу над проектом с учёбой. Изучена литература, касающаяся изготовления робототехники, изучен и использован опыт коллег по увлечению. Правильно организована работа, на рабочем месте соблюдён порядок и организованность, обеспеченно соблюдение безопасных приёмов работы, правильно утилизированы отходы. Соблюдено ПТБ при эксплуатации готового изделия.В дальнейшем предполагается продолжить работу: конструировать своих программируемых роботов.Выражаю благодарность всем, кто помог в реализации проекта: одноклассникам и руководителю, и программе Библиографический списокhttp://www.servodroid.ru/news/pultoid/2013-08-01-491


Паспорт проекта
Проект «Робот-пультоид»
Участники проекта:
Яковлев Сергей Дмитриевич
Консультант проекта:
Учитель технологии и химии высшей квалификационной категории Мишенин Андрей Иванович
Класс: 9
Название, номер учебного учреждения, где выполнялся проект: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Новосибирска «Лицей №12».
Предметная область: технология, робототехника.
Время работы над проектом: 2016 г.
Цель проекта: Изготовить робота-пультоида, который сможет поворачивать по сигналу ИК-пульта, доставить нетяжелый груз из одной части помещения в другую, который возможно будет использовать в реальной жизни, например в качестве игрушки.
Задачи проекта:
наметить план работы, правильно спланировать рабочее время, позволяющее совместить работу над проектом с учёбой;
изучить литературу, касающуюся изготовления робототехники;
изучить и использовать опыт коллег по увлечению;
выбрать оптимальный вариант предполагаемого изделия;
приобрести необходимые комплектующие, соответствующие предполагаемому бюджету (приблизительно 200 руб.);
правильно организовать работу, на рабочем месте соблюдать порядок и организованность;
обеспечить соблюдение безопасных приёмов работы, соблюдать ПТБ;
соблюдать ПТБ при правильной утилизации отходов;
соблюдать ПТБ при эксплуатации готового изделия.
Тип проекта (по виду деятельности): поисковый, исследовательский.
Описание проекта:
Давно интересует электротехника. Как-то на каникулах искал в интернете новые идеи для своего увлечения и нашел форум, на котором люди увлеченные робототехникой обмениваются своим опытом. Увлекся этой темой, и мне захотелось создать своими руками робота, которого можно было бы использовать в реальной жизни. После некоторых раздумий пришло решение - создать робота-транспортера, который мог бы самостоятельно перевозить какие-либо грузы без участия человека. Такого робота можно использовать, например, на производствах, в аэропортах и других местах. Нельзя утверждать, что это новое изобретение, но эта идея заинтересовала, потому что лично для меня – это был первый робот изготовленный своими руками. После создания робота-транспортера загорелся идеей создать своего робота и придумал свою схему.
Для изготовления робота-пультоида понадобились некоторые радиоэлементы, которые пришлось приобретать в магазине радиодеталей «Радиосфера». Все необходимые инструменты для работы имеются в нашей с папой домашней мастерской.
Мне нравится это изделие ведь, это мой первый робот полностью придуманный мной, да еще и удачный.
На занятии по технологии демонстрировал готовое изделие товарищам и они высказали свои замечания, предложения и думаю данное изделие соответствует задумке. А замечания и предложения были приняты с благодарностью и будут учтены в будущих проектах.


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
города Новосибирска «Лицей №12»
Направление: робототехника
Робот-пультоид
Автор: Яковлев Сергей
МБОУ «Лицей №12», 9 класс
Центральный округ, г. Новосибирск
Консультант проекта: Мишенин
Андрей Иванович,
учитель технологии
МБОУ «Лицей №12»

г. Новосибирск, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
1. Аннотация 2
2. Обоснование темы проекта 3
2.1 Выбор идеи проекта 3
2.2 Цель проекта 3
2.3 Задачи проекта 3
3. Историческая справка 4
3.1 История возникновения робототехники 4
3.2 Типы роботов 4
4. Теоретическое обоснование 5
4.1 Выбор оптимальной идеи 5
4.2 Выбор основы и источника питания 5
5. Экономическое обоснование 6
6. Технология изготовления 7
6.1 Подготовка к работе 7
6.2 Сборка робота по порядку 7
6.3 Крепление двигателей 7
7. Экологическое обоснование 8
7.1 Правила безопасного труда 8
7.2 Экологическое обоснование 8
7.3 Рекомендации по использованию готового изделия 9
8. Заключение и выводы 10
9. Библиографический список 11
Приложения:
Приложение №1. Готовое изделие
Приложение №2. Инструменты и приспособления
Приложение №3. Материалы
Приложение №4. Техническая документация. Электрическая схема робота
Приложение №5. Технология изготовления
Приложение №6. Фото различных типов роботов
Приложение №7. Расположение двигателей
АННОТАЦИЯ
Давно интересует электротехника. Как-то на каникулах искал в интернете новые идеи для своего увлечения и нашел форум, на котором люди увлеченные робототехникой обмениваются своим опытом. Увлекся этой темой, и мне захотелось создать своими руками робота, которого можно было бы использовать в реальной жизни. После некоторых раздумий пришло решение - создать робота-транспортера, который мог бы самостоятельно перевозить какие-либо грузы без участия человека. Такого робота можно использовать, например, на производствах, в аэропортах и других местах. Нельзя утверждать, что это новое изобретение, но эта идея заинтересовала, потому что лично для меня – это был первый робот изготовленный своими руками. После создания робота-транспортера загорелся идеей создать своего робота и придумал свою схему.
Для изготовления робота-пультоида понадобились некоторые радиоэлементы, которые пришлось приобретать в магазине радиодеталей «Радиосфера». Все необходимые инструменты для работы имеются в нашей с папой домашней мастерской.
Мне нравится это изделие ведь, это мой первый робот полностью придуманный мной, да еще и удачный.
На занятии по технологии демонстрировал готовое изделие товарищам и они высказали свои замечания, предложения и думаю данное изделие соответствует задумке. А замечания и предложения были приняты с благодарностью и будут учтены в будущих проектах.
(Приложение №1)

2. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА
Выбор идеи проекта
Как было сказано выше, это мой второй робот. Увлекся этой темой, и мне захотелось создать робота с схемой, которую я придумал бы сам.
Выбрал робототехнику, потому что это направление привлекает меня широким полем для размышления, свободой мысли, полётом фантазии. Пусть мною пока сконструирован всего 2 робот я не собираюсь останавливаться на достигнутом.
После некоторых раздумий пришло решение - создать робота-пультоида, который имел бы пусть самое простое, но дистанционной управление. Этот робот, на наш взгляд, показался относительно прост в изготовлении и достаточно легко приобрести все комплектующие детали.
Такого робота можно использовать, например, в качестве игрушки (развлечения). Нельзя утверждать, что это новое изобретение, несмотря на то что робота придумал сам. Эта идея заинтересовала, потому что лично для меня эта тема очень интересна, и я хочу развиваться в этом направлении дальше, следующим шагом станет создание программируемого робота (например, для соревнований мини сумо).
2.2. Цель проекта:
Изготовить робота-пультоида, который сможет поворачивать при получении сигнала от ИК-пульта, доставить нетяжелый груз из одной части помещения в другую, который возможно будет использовать в реальной жизни.
2.3. Задачи проекта:
наметить план работы, правильно спланировать рабочее время, позволяющее совместить работу над проектом с учёбой;
изучить литературу, касающуюся изготовления робототехники;
изучить и использовать опыт коллег по увлечению;
выбрать оптимальный вариант предполагаемого изделия;
приобрести необходимые комплектующие, соответствующие предполагаемому бюджету (приблизительно 200 руб.);
правильно организовать работу, на рабочем месте соблюдать порядок и организованность;
обеспечить соблюдение безопасных приёмов работы, соблюдать ПТБ;
соблюдать ПТБ при правильной утилизации отходов;
соблюдать ПТБ при эксплуатации готового изделия.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
3.1 История возникновения робототехники:
Робот -автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков, робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком. При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота. Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство, которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые говорили и умели клевать корм.
Конец XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью.
1898 — Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.
1950-е — для работы с радиоактивными материалами стали разрабатывать механические манипуляторы, которые копировали движения рук человека, находящегося в безопасном месте.
1960 — дистанционно управляемая тележка с манипулятором, телекамерой и микрофоном применялась для осмотра местности и сбора проб в зонах высокой радиоактивности.
1979 — в МГТУ им. Н. Э. Баумана по заказу КГБ был сделан аппарат для обезвреживания взрывоопасных предметов — сверхлёгкий мобильный робот МРК-01.
3.2 Типы роботов:
Аптечный робот, андроид (человекообразный робот), биоробот, промышленный робот, транспортный робот, подводный робот, боевой робот, зооробот, медицинский робот, шаробот. (Приложение №6)

4.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСОВАНИЕ
4.1. Выбор оптимальной идеи изготовления робота
Выбирая, с какого робота начать, рассматривал следующие варианты:
БИБОТ 2 – имеет три функции: ездит по линии, ездит за лучом света, поворачивает при нажатии любой кнопки на ДУ-пульте;
РОБОТ-ЖУК – объезжает препятствия;
Но эти роботы уже есть, а я поставил себе задачу самому полностью придумать робота.
Схему было решено начертить сначала на бумаге (набросок), а потом в программе Sprint-Layout 5.0.
Двигатели было решено расположить спереди для большей маневренности. (Приложение №7)
4.2. Выбор основы (куда все будет крепиться) и источника питания
Как основу был взят ненужный CD диск. Источником питания являются 3 аккумулятора ААА и кассета для них. На двигатели для лучшего сцепления с поверхностью было решено надеть колпачки от стержня гелевой ручки.

5.ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Для изготовления устройства мне понадобились радиоэлементы:
ПОЗИЦИЯ НАИМЕНОВАНИЕ КОЛ-ВО Цена
Фотоприемник TSOP1836 или TSOP1838 1 40 руб.
Полевой транзистор КП505А 1 15 руб.
Конденсатор Полярный конденсатор 4,7мк10в 1 20 руб.
Диод 1N4007 1 5 руб.
Электродвигатель PPN13LB11C или любой низковольтный двигатель 2 120-160 руб., но я достал из старой радиоуправляемой модели
Аккумулятор или батарейка 1,5В "AAA" 3 60 руб.
Выключатель Любой 1 15 руб.
Итого на изготовление робота-транспортёра затраты составили 155 рублей, то есть, приблизительно столько сколько и предполагалось при планировании работы.

6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Технология изготовления описана 2 способами – текстом и серией фотографий.
6.1. Подготовка к работе рабочего места, инструментов и комплектующих
Освободить рабочее место, включить паяльник и пока он нагревается подготовить все детали и инструменты. Когда паяльник нагрелся необходимо зачистить и залудить все контакты на деталях, зачистить от изоляции концы проводов, которые заранее были нарезаны на отрезки нужной длины. (Приложение №5)
6.2. Сборка робота
Была придумана мной. [1] (Приложение №4)
Сверление отверстий в основе (для крепления двигателей, платы и передней опоры).
Сначала приклеиваются на двухсторонний скотч кассета для аккумуляторов и двигатели к основе. Необходимо учитывать при приклеивании кассеты расположение других элементов. (Приложение №5)
Перенос чертежа на стеклотекстолит при помощи технологии ЛУТ и сверление отверстий.
Затем монтаж радиоэлементов на плату и монтаж самой платы на основу. (Приложение №5)
6.3. Крепление двигателей
Двигатели мы крепим на силовой каркас в виде линейки, линейку гнули при помощи монтажного фена. (Приложение №5)
Робот готов.
На реализацию проекта, начиная с возникновения идеи и до конечного продукта, то самого изделия на данном этапе, затрачено 3 дня.

7. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
7.1. Правила безопасного труда
У тех, кто ознакомился с этой работой может возникнуть желание повторить или придумать что-то новое, но эта работа пусть и не слишком сложна, но не безопасна, так как паяльник нагревается до достаточно высокой температуры (около 300˚), так что можно получить ожоги. Поэтому:
необходимо знать, помнить и соблюдать ПТБ при работе с паяльником;
работа с паяльником должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении или можно сделать вытяжку над рабочим местом, так как дым, исходящий от расплавленного припоя вреден для здоровья;
желательно иметь защитные очки и рабочую сменную одежду.
Правильно и в установленном порядке утилизировать отходы.
Соблюдать правила эксплуатации готового изделия, для того чтобы изделие прослужило дольше:
избегать длительного попадания прямых солнечных лучей;
не оставлять устройство в близи нагревательных приборов длительное время;
не ронять;
если прибор длительное время не эксплуатируется, необходимо убрать источники питания;
если на устройство были установлены аккумуляторы, то необходимо вовремя их заряжать.
7.2. Экологическое обоснование
Способы изготовления и конечный результат позволяет утверждать, что готовое изделие не наносит вред окружающей среде, если конечно соблюдать правила техники безопасности при его изготовлении и утилизации отходов, об этом говорилось выше.
7.3. Рекомендации по использованию готового изделия
Робот-пультоид имеет практическое значение. Изделие можно использовать как транспортёр, а можно как игрушку.
Принцип действия робота. Когда свет от инфракрасного светодиода (ИК-пульта) попадает на фотоприемник, то он блокирует подачу питания к одному из двигателей, а когда на фотоприемник перестаёт попадать свет он открывает проход тока на тот двигатель, который был заблокирован.
Чтобы робот заработал нужно вставить в кассету заряженные источники питания и включить устройство при помощи переключателя, расположенного сбоку корпуса.
Возможно, робот-пультоид может стать элементом каких-нибудь соревнований. Здесь тоже пользователю предлагается проявить свою фантазию в разработке правил игры. В данном проекте такой задачи не ставилось.

8.ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Была поставлена конкретная цель, изготовить робота-пультоида, который будет иметь собственно разработанную мной схему, сможет доставить нетяжелый груз из одной части помещения в другую, который возможно будет использовать в реальной жизни. На наш взгляд цель достигнута, и оправдала ожидания, затраченные силы, и время на реализацию данного проекта.
Для достижения цели были решены поставленные задачи. Намечен план работы, правильно спланировано рабочее время, позволяющее совместить работу над проектом с учёбой. Изучена литература, касающаяся изготовления робототехники, изучен и использован опыт коллег по увлечению. Правильно организована работа, на рабочем месте соблюдён порядок и организованность, обеспеченно соблюдение безопасных приёмов работы, правильно утилизированы отходы. Соблюдено ПТБ при эксплуатации готового изделия.
В дальнейшем предполагается продолжить работу: создать программируемого робота для мини сумо.
Выражаю благодарность всем людям, которые помогли в реализации проекта: одноклассникам и руководителю, и программе Sprint-Layout 5.0.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
http://www.servodroid.ru/news/pultoid/2013-08-01-491 на данном сайте выложил первый вариант работы, которая в последствие была доработана, но представился под другим именем.


Приложение №1. Готовое изделие

Вид спереди

Я с готовым изделием

Вид с боку

Вид сзади
Приложение №2. Инструменты и приспособления

Приложение №3. Материалы

Приложение №4. Техническая документация. Электрическая схема робота



Эта схема скопирована с сайта, на котором я выложил первый вариант своей работы, так как мой этот же вариант схемы был удален с компьютера.
Приложение №5. Технология изготовления

Включаем паяльник

Зачистить от изоляции концы проводов, которые заранее были нарезаны на отрезки нужной длины.

Травление платы

Сверление отверстий в плате

Сверление отверстий в основе

Приклеиваются на двухсторонний скотч двигатели и кассета для аккумуляторов

Монтаж радиоэлементов на плату

Робот готов.
Приложение №6. Фото различных типов роботов


Приложение №7. Крепление двигателей и колпачков на их валы

Приложенные файлы