Занятие 10. Шагающий робот

1. Требования к конструкции

Наиболее подходящим для начального изучения представляется четвероногий робот. Робот на четырех ногах устойчив, как табурет При правильном соединении он будет двигаться по прямой линии, притопывая подобно маленькому слонику. Его первая задача проста - идти вперед.

Требования к конструкции:

• механизм должен стоять на поверхности, упираясь только на четыре конечности, каждая из которых не может совершать вращительное движение вокруг одного из центра;
• движение конечностей должно быть возвратно-поступательным;
• в конструкции робота запрещено использование колес, соприкасающихся с поверхностью земли;
• конечности робота приводятся в движение одним мотором с помощью механической передачи;
• мотор присоединен к источнику питания;
• центр тяжести робота должен быть смещен вперед по ходу движения.

2. Процесс сборки

Шаг 1. Единственный привод обеспечит прямолинейное движение робота:

 Шаг 2. 15-ти модульные балки крепятся к мотору и к угловым балкам из дополнительного набора. NXT крепится к угловым балкам:

Шаг 3. Ведущие оси будут разной длины: 5 и 6-ти модульные. Они вставляются в мотор с двух сторон так, чтобы из соответствующих балок выступали части осей длиной ровно 1 модуль.

Шаг 4. На ведущие оси насаживаются 24-зубые шестерни. Остальные штифты крепятся на бежевые штифты-полуоси. Синие для этой цели не подойдут, поскольку создают очень большое  трение.

Шаг 5. Выравнивание крайних шестеренок. Все 4 основные шестерни (24 зуба) должны быть расположены так, чтобы пары отверстий на них были строго параллельны друг другц. Расположение 40-зубых центральных шестерней не играет роли.

Другой способы выравнивания:

Шаг 6. Часть из восьми гладких штифтов вставляется а 24-зубые шестеренки симметрично относительно центра большой шестерни. И ровно наоборот с другой стороны: то есть если справа от NXТ они были ближе к центру, то слева должны быть дальше от центра. Штифты серые!!!

Со второй стороны штифты вставлены противоположно относительно первой:

Шаг 7.  Ноги робота должны быть одинаковыми, но их длину можно менять.

Установка конечностей:

С другой стороны конечности встают в противофазе.

Шаг 8. Для запуска шагающего робота потребуется такая же простая программа, как и для запуска тележки. Однако следует обратить внимание, что в предложенной конструкции мотор должен вращаться не вперед, а назад. Если запустить его вперед, робот будет пританцовывать на месте, почти не перемещаясь.

Программа в Lego Minstorms NXT программа будет выглядеть следующим образом:

Итак, робот пошел. Теперь вам предоставляется свобода творчества. Варьируя длину конечностей, размер "плеча" и "колена", смещение центра тяжести, можно получить самые неожиданные эффекты в "походке" робота. Можно нацепить "башмачки".

Фотоотчет. Первый шагающий робот готов. Он оказался и самым скоростным. Автор - Андрей Галузин.

Собираем роботов.

На старт!

Занятие 9. Автономная тележка

Блог не работал, заполню позже

Занятие 8. Тележки

Требования, предъявляемые к этому механизму:

• четыре колеса, плотно сцепленные с поверхностью земли, попарно соединены осями, колеса должны вращаться;
• отсутствие других частей конструкции, соприкасающихся с  поверхностью;
• наличие электромотора, приводящего в движение передние и/или задние колеса;
• наличие источника питания для электромотора и программы управления им;
• по команде оператора тележка должна двигаться вперед или назад и транспортировать груз.

Одномоторная тележка

Первая тележка не должна уметь поворачивать, поэтому ограничимся одним мотором с передним приводом. Первая 12-модульная ось будет ведущей.

Обе оси закрепляются на отдельную балку:

Колеса крепятся так, чтобы не было трения с балками:

 Тележка поедет под управлением через второй мотор:

Вращая управляющий мотор, добьемся движения тележки:

Полноприводная тележка

Наиболее эффективное расположение шестеренок для полноприводной тележки:

Три из пяти шестеренок паразитные, но польза от них есть. Передаточное отношение будет 1:1. Нечетное количество паразитных шестеренок позволяет сохранить направление. Малая шестерня в центре не занимает пространство для преодоления бугристых препятствий.

При таком расположении колес возникает трение с соседними шестеренками.

Если колеса насажены слишком глубоко, может возникнуть трение с соседними шестеренками, которые вращаются в противоположную строну. Этого можно избежать: заменить каждую 12-модульную ось двумя 8-модульными, состыковав их в оранжевом моторном цилиндре, или просто удлинив оси специальными втулками.

Итак, прототип "вездеходика" с ручным управлением готов.

Тележка с автономным управлением

Разместим на корпусе тележки блок NXT. Переднее крепление для NXT на базе одномоторной тележки.

Трехмодульные штифты скрепляют сразу три детали:

Для заднего крепления придется отсоединить боковые балки:

С добавленными уголками боковые балки встают на место:

Набор штифтов, мини-осей и фиксаторов для заднего крепления NXT:

Можно сказать, создали новую деталь:

 Закрепили на угловые балки:

Установка шестеренок и колес уже знакома по предыдущей модели, поэтому повторять не станем.
Остается прикрепить контролер. Для этого требуется еще одна доработка конструкции: необходимо поднять крепление на один модуль, чтобы оставить пространство для аккумулятора. Заодно можно добавить угловые балки для последующей установки бампера.

 Угловые балки можно использовать для установки бампера:

Готовая тележка (автор Юра Парадовский):