Создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3

 

Создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3 было разделено на несколько этапов:

1.  составление задачи: какие действия должен выполнить робот;

2.  сборка робота;

3. программирование робота на ПК согласно условиям задачи;

4. выгрузка материала непосредственно в робота;

5. проверка проделанной работы.

Составление задачи: какие действия должен выполнить робот.

Экспериментируя с задачами для своего робота и изучая среду программирования, стало ясно, что робот может быть абсолютно любым и способен выполнять самые разнообразные действия, например:

робот, способный решать кубика рубика;

робот-уборщик;

робот, играющий с человеком в «крестики-нолики»,

робот, машинка.

Мы решили сконструировать роботизированную машинку. Составили

 следующую задачу: робот может подниматься с помощью лески и двигателя на определенное расстояние вверх до платформы и устанавливать флаг.

Сборка робота

Несмотря на внушительный арсенал набора, сборка робота, оказалась точно такой же, как и конструирование любого конструктора LEGO, а поскольку собирать конструкторы LEGO – это хобби с раннего детства, то на первом этапе сложностей для нас не возникло. Однако при дальнейшей работе с роботом, конструкцию пришлось существенно дорабатывать, т.к. готовая модель не позволяла выполнить все условия поставленной нами задачи.

 

Программирование робота на ПК согласно условиям задачи

На этапе программирования робота в среде Lego Mindstorms EV3 на ПК начинается самое интересное.

Для осуществления поставленной задачи потребовалось использовать метод исследования «эксперимент» изучить множество материала, составить большое количество элементарных программ для выполнения роботом несложных действий. После этого нам стало ясно – для того, чтобы робот был способен выполнить весь комплекс действий, согласно поставленной задаче, нужно прописать в программе всю цепочку действий, каждый шаг, каждое движение! В итоге получилась программа.

Выгрузка материала непосредственно в робота

Подключение робота к ПК осуществляется нескольким способами: через порт USB, Bluetooth (блютуз) соединение или Wi-Fi соединение. Мы выбрали порт USB, т.к. в этом случае робот привязан к компьютеру и программу на выполнение можно запускать прямо из среды программирования. Кроме того, во время выполнения программы появляется возможность визуально контролировать ход её выполнения (заголовки выполняющихся в данный момент программных блоков будут мерцать), можем отслеживать на компьютере. Также можно наблюдать текущие показания датчиков всё время, пока робот остается подключенным к среде программирования.

Таким образом, благодаря выбранной технологии передачи данных, готовая программа загрузилась просто и очень быстро.

В конструировании использовалось 4 двигателя, 3 из которых подключены к процессору, а остальные составили базу, имеется редуктор, который вращает вал барабана, с помощью которого поднимается леска.

Проверка проделанной работы

 Органично сконструированный роботизированный знаменосец, после загруженной в него программы, выполнил все действия, согласно изложенным условиям: робот-знаменосец двигался и выполнял именно те задачи, которые ему были поставлены.

Выводы

Изучив историю робототехники, мы узнали, что люди с древних времен хотели создать механизмы, которые могли бы выполнять вместо них тяжелую и вредную работу. Однако первые успехи в этом направлении появились только в середине 18 века. Одними из самых первых роботов того времени, были домашние механические куклы, созданные французским ученым Жаком де Викансон в 1738 году. Современная робототехника начинает формироваться в 60-х годах 20 века.

Исследовав виды современных роботов и функции, которые они выполняют,

мы узнали, что современная робототехника полностью основана на компьютерных технологиях. Современные роботы делятся на две категории: рабочие и домашние.

Изучив некоторые виды робототехнических конструкторов, для достижения поставленной цели - создание домашнего робота – мы изучили принцип строения и работы робота на основе конструктора Mindstorms EV3 и среду его программирования. Важнейшими элементами конструктора являются микрокомпьютер (микропроцессор) EV3, сервомотор и четыре датчика. Программное обеспечение Mindstorms EV3 основано на LabVIEW, графическом языке программирования, которым пользуются ученые и инженеры по всему миру.

Решение последней задачи нашей работы – создание робота на основе конструктора Mindstorms EV3 было разделено на несколько этапов:

1. составление задачи: какие действия должен выполнить робот;

2. сборка робота;                                                                                                                               

3. программирование робота на ПК согласно условиям задачи;

4. выгрузка материала непосредственно в робота;

5. проверка проделанной работы.

Данный робот легко поднялся вверх по леске спомощью шестеренок и двигателей и поставил на плотформу флаг.

 После того как робот его поставил он спустился вниз, прокурчивая шестеренки с помощью двигателя в обратную сторону 

 

Вывод: Сконструированная нами робот после загруженной в неё программы, выполнил все действия, согласно изложенным условиям. Таким образом, по итогам проделанной работы, можно сделать вывод, что, изучив принцип работы робота и среду его программирования, можно изготовить простейший робот своими руками. То есть гипотеза подтвердилась, цель и задачи проекта выполнены.

Работа над роботом еще не закончена, в планах – расширить её функции и использовать датчик касания, чтобы робот мог реагировать на прикосновения человека.