Занятие2

Исполнительная система робота

У подавляющего большинства роботов есть общие черты.

Прежде всего, почти у всех роботов есть подвижное тело. Некоторые обладают только моторизованными колесами, у других есть десятки подвижных сегментов, как правило, из металла или пластика. Как кости в вашем теле, отдельные сегменты соединяются вместе с помощью суставов.

Колеса робота и поворотные суставные сегменты активизируются при помощи приводов разного рода. Привод — это механизм для приведения в действие оборудования по управлению подвижными элементами робота с использованием электрических, пневматических или гидравлических сигналов.

Все приводы подключаются к электрической цепи. Компьютер робота управляет всем, что подключено к цепи. Чтобы привести в движение робота, компьютер активирует все необходимые двигатели. Большинство роботов можно перепрограммировать, чтобы изменить поведение — достаточно просто ввести новую программу в компьютер.

Дополнительно можно прочитать: 7 популярных приводов для роботов.

Итак, исполнительная система робота может включать исполнительный механизм (например, манипулятор - рука робота, колеса - ноги робота) и двигательную систему (приводы-мышцы робота)

Часть1

Манипулятор

Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.

Манипулятор состоит из шарнирно соединенных звеньев, как рука человека из костей, связанных суставами. Манипуляторы включают в себя подвижные звенья двух типов:

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень свободы (подвижности) робота, а также область действия манипуляционной системы робота.

Последнее (рабочее) звено манипулятора может быть захватывающим или специализированным.

Захватывающее звено, называемое схватом, является аналогом кисти человеческой руки.

Специализированное звено – звено с закрепленным инструментом, например для сверления, резки, сварки. Это может быть дрель, гаечный ключ, краскораспылитель, сварочная горелка, медицинский инструмент и другое. Робот с таким манипулятором может быть токарем, слесарем, сварщиком, маляром, хирургом...

Изобретательская задача: Рассмотрите и обсудите назначение и принцип действия механизмов на рисунках. Подумайте, как могут подвижные детали быть соединены друг с другом. Придумайте на основе этих механизмов схват робота.

Часть2

Электропривод

Электромотор предназначен для запуска в движение механизмов лего-робота.

Чтобы мотор подключить к компьютеру через порт USB необходимо дополнительное устройство - мультиплексор. С помощью него можно подключить 2 мотора или датчика.

Команды для управления работой мотора:

Включить мотор вправо

Включить мотор влево

Задать мощность (скорость вращения) мотора

Выключить мотор

Включить мотор на заданное время

Ждать заданное время

Задание числовых значений

Бесконечное повторение набора действий

Пример программы для запуска мотора:

Бесконечно повторять действия:

1.задать мощность мотора 10

2.включить мотор вправо

3.подождать 5 мс

4.включить мотор влево

5.подождать 5 мс

Конструкторская задача. Рассмотрите рисунки ниже. Из лего-деталей создайте модель Пугала.

Пугало - чучело для отпугивания птиц в огородах, садах

Страшила из сказки Александра Волкова «Волшебник Изумрудного города»

Изобретательская задача: Придумайте, как подключить пугало к мотору, чтобы автоматизировать его вращение.

Алгоритмическая задача: Составьте программу управления роботом-пугалом на основе следующего алгоритма:

бесконечно повторять:

1.установить низкую мощность (маленькая скорость)

2.включить мотор вправо

3.подождать пока не повернется наполовину

4.включить мотор влево

5.подождать пока не повернется наполовину

6.выключить

7.подождать 5