Uploaded by Timur Migal

03 04 2024 Konspekt uroka

advertisement
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.

Download