9А класс, 15 лет Научные руководители: Кирьянова Елена Владимировна учитель информатики и икт, мбоу г. Кургана «Лицей №12» Кузнецова Юлия Григорьевна учитель информатики и икт, мбоу г. Кургана «Лицей №12» Аннотация проекта

Основной и резервный набор Лего Mindstorms 1.28.

Набор ЛегоФизика:

Шланг, пневмоцилиндр.

Другие материалы: емкость для хранения проб воздуха, ковш для сбора природного материала, манометр и системы спуска воздуха для его анализа. Модель робота построена по модульному принципу, что позволяет использовать его компоненты и для других разработок.

Модель робота состоит из двух секций. Первая секция ходовая часть с полным приводом и автоматизированным ковшом, во второй секции находятся два блока мини-компьютера, пневмонасос и камера.

Принципы работы робота

Робот-помощник «Радий-88» для исследования окружающей среды на территории не доступной человеку создан для взятия проб грунта, воды и воздуха и ведения визуальной трансляции с места пребывания в труднодоступных для человека условиях (территории, зараженные химическими, бактериологическими, радиоактивными веществами). Модель сконструирована при помощи конструктора Лего Mindstorms 1.28, пневмонасоса, набора Lego Техник.

Данный робот может осуществлять движение, забор грунта и воздуха при помощи дистанционного управления и программного управления. Робот оснащён ковшом для сбора проб грунта и воды, пневмосистемой для сбора проб воздуха, четырьмя моторами для передвижения, двумя микрокомпьютерами Mindstorms NXT для программирования работы всех систем.

Так же робот оборудован беспроводной камерой, которая транслирует сигнал на приёмник, ресивер, который преобразует сигнал и отображает его на экране видеокамеры. Камера позволяет управлять роботом на расстоянии и следить за обстановкой вокруг него.

Робот приводится в движение при помощи четырёх серво-моторов управляемых микрокомпьютерам Mindstorms NXT. На моторах стоит гусеничная система. Всего гусениц четыре, по две с каждой стороны, что позволяет роботу проехать в самых трудно проходимых местах и в замкнутых помещениях.

На роботе установлено ультразвуковой датчик или датчик расстояния, который позволяет роботу обнаруживать препятствия и объезжать их в случае необходимости.

Ковш для забора проб грунта и воды приводится в действие при помощи сервомотора управляемого микрокомпьютером Mindstorms NXT, мотор присоединен к ковшу при помощи подвижной планки, которая заставляет его опускаться или подниматься.

Пневмонасос качает воздух, который по трубкам попадает сначала в резервуар после резервуара шланги разветвляются и один конец идёт на манометр для измерения давления, а другой на кран, при помощи которого можно выпустить определённое количество воздуха из системы в резервуар для лабораторного исследования.

Робот оснащён системой сброса маркера на месте сбора исследуемых природных материалов. В момент сбора данных робот производит сброс маркера (специальных химических маркеров, которые при их повреждении начинают светиться в результате химической реакции). Данная система помогает отслеживать места сбора данных при повторной работе робота. При дистанционном управлении, при обнаружении маркера, человек, который управляет роботом, будет знать, что робот в данном месте уже был. Маркеры обнаруживаются при помощи видеокамеры, которая транслирует видеосигнал на пункт управления роботом. При автономном управлении робот только разбрасывает маркеры и на его последующую работу они не влияют.

Пример программы для робота «Радий-88»

Управление действиями робота ведет компьютер Лего Mindstorms 1.28 при помощи программы:

Программа для компьютера, которая управляет движением


Рис. 3 Программа для движения робота


Программа для компьютера управляющего забором воздуха для его анализа


Рис. 4 Программа для забора воздуха





Рис. 5 Робот-помощник «Радий-88». Модель 1. Вид спереди








Рис. 6 Робот-помощник «Радий-88». Модель 1. Вид справа



Рис. 7 Робот-помощник «Радий-88». Модель 1. Вид сверху





Рис. 8 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Ходовая часть



Рис. 9 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2.

Механизм управления ковшом






Рис. 10 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2.

Механизм управления ковшом в

увеличенном виде




Рис. 11 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид снизу






Рис. 12 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид сверху






Рис. 13 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид слева





Рис. 14 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид спереди




Рис. 15 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид справа






Рис. 16 Робот-помощник «Радий-88». Модель 2. Вид слева

Устройство для сброса маркеров