03.04.2024 Технология 5 класс Тема урока: «Механическая часть робота. Электродвигатели. Характеристика исполнителей и датчиков. Среда программирования» Конспект урока. Робототехнические конструкции состоят из нескольких основных элементов, которые взаимодействуют между собой для выполнения задач. Вот некоторые из них: 1.Механические компоненты включают в себя все физические части робота, которые обеспечивают его движение и манипуляцию объектами. Это могут быть различные соединительные детали, шарниры, приводы, руки, ноги и другие механизмы. Механические компоненты должны быть прочными, надежными и гибкими для адаптации к различным задачам. 2.Электронные компоненты отвечают за управление и контроль работы робота. Они включают в себя микроконтроллеры, платы расширения, схемы питания, провода и разъемы. Электронные компоненты обеспечивают передачу сигналов и энергии между различными частями робота. 3.Сенсоры и датчики позволяют роботу воспринимать окружающую среду и получать информацию о ней. Это могут быть датчики расстояния, датчики прикосновения, камеры, микрофоны, акселерометры и другие устройства. Сенсоры и датчики помогают роботу анализировать данные и принимать решения на основе полученной информации. 4.Приводы и актуаторы отвечают за движение и выполнение задач робота. Приводы могут быть электрическими, гидравлическими или пневматическими и обеспечивают вращение, подъем, опрокидывание и другие движения. Актуаторы, такие как грипперы или пинцеты, позволяют роботу схватывать и манипулировать объектами. 5.Компьютерное управление и программное обеспечение являются мозгом робота. Они отвечают за обработку информации от сенсоров, принятие решений и управление движением и действиями робота. Программное обеспечение может быть написано на различных языках программирования и включать в себя алгоритмы, искусственный интеллект и другие технологии. Все эти элементы взаимодействуют между собой, чтобы робот мог выполнять различные задачи Механические компоненты: Рама Рама представляет собой основу робота, на которой устанавливаются все остальные компоненты. Она должна быть прочной и легкой, чтобы обеспечить стабильность и маневренность робота. Суставы и сочленения Суставы и сочленения позволяют роботу двигаться и изменять свою конфигурацию. Они могут быть в виде шарниров, поворотных осей или других механизмов, которые обеспечивают свободу движения. Приводы Приводы отвечают за передвижение и действия робота. Они могут быть в виде моторов, гидравлических или пневматических систем, которые преобразуют энергию в механическое движение. Колеса и гусеницы Колеса и гусеницы используются для передвижения робота по поверхности. Они могут быть обычными колесами, роликами или специальными механизмами, которые обеспечивают оптимальное сцепление с поверхностью. Инструменты и захваты Инструменты и захваты позволяют роботу выполнять различные задачи. Они могут быть в виде кистей, пинцетов, сварочных горелок или других специализированных инструментов, которые позволяют роботу манипулировать объектами. Все эти механические компоненты взаимодействуют между собой, чтобы обеспечить движение и функциональность робота. Они должны быть правильно спроектированы и собраны, чтобы обеспечить надежную и эффективную работу робота. Электронные компоненты являются важной частью робототехнических конструкций. Они отвечают за обработку информации, управление движением и выполнение различных функций робота. Микроконтроллеры Микроконтроллеры являются “мозгом” робота. Они выполняют программы, управляют работой других компонентов и обрабатывают данные от сенсоров. Микроконтроллеры имеют различные порты и пины, которые позволяют подключать другие компоненты и управлять ими. Датчики Датчики используются для получения информации о внешней среде и состоянии робота. Они могут измерять расстояние, свет, звук, температуру и другие параметры. Датчики могут быть аналоговыми или цифровыми, их сигналы обрабатываются микроконтроллером для принятия решений и управления роботом. Актуаторы Актуаторы отвечают за физическое движение робота. Они могут быть в виде моторов, сервоприводов, гидравлических или пневматических систем. Актуаторы преобразуют электрический сигнал от микроконтроллера в механическое движение, позволяя роботу перемещаться, поднимать и опускать предметы и выполнять другие действия. Коммуникационные модули Коммуникационные модули позволяют роботу обмениваться данными с другими устройствами или системами. Они могут быть в виде беспроводных модулей, таких как Bluetooth или Wi-Fi, или проводных интерфейсов, таких как USB или Ethernet. Коммуникационные модули позволяют роботу получать команды от внешнего управляющего устройства или передавать данные о своем состоянии. Сенсоры и датчики Сенсоры и датчики являются важными компонентами робототехнических конструкций, которые позволяют роботу взаимодействовать с окружающей средой и получать информацию о своем состоянии. Виды сенсоров и датчиков: Датчики расстояния: используются для измерения расстояния между роботом и объектами в его окружении. Это могут быть ультразвуковые датчики, инфракрасные датчики или лазерные датчики. Датчики прикосновения: позволяют роботу определить, когда он соприкасается с объектом или поверхностью. Это могут быть механические кнопки, капсулы или сенсоры сопротивления. Датчики света: используются для измерения уровня освещенности или обнаружения определенных цветов. Это могут быть фотодиоды, фототранзисторы или цветовые сенсоры. Датчики звука: позволяют роботу воспринимать звуковые сигналы или шумы в окружающей среде. Это могут быть микрофоны или пьезоэлектрические датчики. Датчики угла и ориентации: используются для измерения угла поворота или ориентации робота. Это могут быть гироскопы, акселерометры или компасы. Датчики температуры: позволяют роботу измерять температуру окружающей среды или своего собственного тела. Это могут быть термисторы или термопары. С помощью сенсоров и датчиков робот может определить свое местоположение, обнаружить препятствия, избегать столкновений, следовать за линией, распознавать объекты или цвета, реагировать на звуковые сигналы и многое другое. Приводы и актуаторы Приводы и актуаторы – это механизмы, которые обеспечивают движение и выполнение действий роботом. Приводы могут быть различных типов, включая: Моторы: электрические устройства, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, обеспечивая вращение или линейное движение. Гидравлические и пневматические приводы: используют жидкость или сжатый воздух для создания движения. Пьезоэлектрические приводы: используют эффект пьезоэлектричества для создания механического движения. Актуаторы Актуаторы отвечают за выполнение действий роботом, таких как захват объектов, поднятие и опускание предметов, повороты и другие манипуляции. Они могут быть различных типов, включая: Сервоприводы: механизмы, которые позволяют точно управлять углом поворота и положением. Гидравлические и пневматические актуаторы: используются для создания силы и движения с помощью жидкости или сжатого воздуха. Электромагнитные актуаторы: используются для создания силы и движения с помощью электромагнитного поля. Приводы и актуаторы работают вместе, чтобы обеспечить движение и выполнение действий роботом. Они управляются с помощью электроники и программного обеспечения, которые определяют, какие действия должен выполнить робот в зависимости от его задачи и целей. Компьютерное управление и программное обеспечение Компьютерное управление и программное обеспечение играют ключевую роль в робототехнике. Они позволяют программировать и управлять действиями робота, а также обрабатывать данные, полученные от сенсоров и датчиков. Программирование роботов Программирование роботов может быть выполнено с использованием различных языков программирования, таких как C++, Python, Java и другие. Язык программирования выбирается в зависимости от требований проекта и предпочтений разработчика. Программы для роботов могут быть написаны для выполнения различных задач, таких как автономное перемещение, распознавание объектов, выполнение определенных действий и многое другое Управление роботом Управление роботом может осуществляться как автономно, так и с помощью удаленного управления. В автономном режиме робот использует свои сенсоры и данные, полученные от окружающей среды, для принятия решений и выполнения задач. В случае удаленного управления, оператор может использовать компьютер или другое устройство для управления роботом через беспроводное соединение.