С. А. Филиппов УРОКИ РОБОТОТЕХНИКИ Конструкция Движение Управление С. А. <...> ISBN 978-5-00101-553-6 Учебное пособие знакомит с основами моделирования автоматических устройств на основе робототехнических конструкторов LEGO и TRIK и создания алгоритмов управления роботами в среде TRIK Studio. <...> Собственно, это даже не книга, а дверь, за ней — невероятно увлекательный мир робототехники. <...> В разделе «Это интересно!» собраны любопытные факты из мира робототехники. <...> Смелее открывайте дверь в чудесный мир робототехники! те» — так называется заключительный раздел 4 Предисловие автора С помощью этой книги вы познакомитесь с удивительным миром роботов и разберетесь в основах новой прикладной науки — робототехники. <...> Для этого вам понадобятся специальный робототехнический конструктор и среда программирования. <...> Самые известные робототехнические конструкторы — это LEGO® Mindstorms® и ТРИК. <...> Специально для школьников в России разработана среда программирования роботов ТРИК Студия (TRIK Studio). <...> С её помощью вы научитесь создавать простые и сложные алгоритмы управления, которые сможете проверить как на реальных роботах, так и в виртуальном мире. <...> Даже если у вас нет конструктора, в ТРИК Студию встроена двумерная модель мира, в которой маленький двухколесный робот исполняет множество различных алгоритмов: ездит по линиям, объезжает предметы, находит выход из лабиринта, рисует узоры. <...> Робот может быть надежным помощником и послушным исполнителем воли человека. <...> Используя простые математические формулы, вы сможете сделать поведение робота аккуратным и предсказуемым. <...> Робот — это технически сложное устройство, которое включает в себя несколько обязательных составляющих: механическую, электронную, программную. <...> Механизм, автомат, робот Механизм — это устройство, с помощью которого человек выполняет физическую работу, или подвижная часть некоторого более сложного устройства. <...> Например, «три закона робототехники» (обязательные правила поведения <...>
Уроки_робототехники._Конструкция._Движение._Управление.pdf
С. А. Филиппов
РОБОТОТЕХНИКИ
УРОКИ
Конструкция
Движение
Управление
4-е издание, электронное
Лаборатория знаний
2022
Москва
Стр.2
УДК 621.86/.87(072)
ББК 74.262:32.816
Ф53
С е р и я о с н о в а н а в 2020 г.
Филиппов С. А.
Ф53 Уроки робототехники : Конструкция. Движение.
Управление / С. А. Филиппов ; сост. А. Я. Щелкунова.—4-е
изд., электрон.—М. : Лаборатория знаний,
2022.—193 с.—(Школа юного инженера).—Систем.
требования: Adobe Reader XI ; экран 10".—Загл.
с титул. экрана.—Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-980-0
Учебное пособие знакомит с основами моделирования
автоматических устройств на основе робототехнических конструкторов
LEGO и TRIK и создания алгоритмов управления
роботами в среде TRIK Studio. Рассмотрены физические
основы робототехники. Приведены интересные факты, касающиеся
истории робототехники и ее современных достижений.
Предназначено для школьников 5–6 классов и старше,
а также всех интересующихся робототехникой. Может быть
использовано для самостоятельного обучения, а также на уроках
технологии, занятиях робототехнических кружков, при
выполнении проектов и подготовке к участию в соревнованиях
и олимпиадах.
УДК 621.86/.87(072)
ББК 74.262:32.816
Деривативное издание на основе печатного аналога: Уроки
робототехники : Конструкция. Движение. Управление /
С. А. Филиппов ; сост. А. Я. Щелкунова.—3-е изд.—М. : Лаборатория
знаний, 2021.—190 с. : ил.—(Школа юного инженера).—ISBN
978-5-00101-123-1.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных техническими средствами защиты авторских прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или
выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-980-0
© Лаборатория знаний, 2017
Стр.3
Оглавление
Обращение к читателям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Предисловие автора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1
Простейшие механизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
§ 1.1. Механизм, автомат, робот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
§ 1.2. Знакомство с конструктором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
§ 1.3. Механическая передача . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
§ 1.4. Ремённая и фрикционная передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
§ 1.5. Соосный редуктор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
§ 1.6. Построение трёхмерной модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Глава 2
Моторные механизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
§ 2.1. Источники питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
§ 2.2. Электродвигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
§ 2.3. Тягловые машины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Глава 3
Основы управления роботом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
§ 3.1. Контроллеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
§ 3.2. Среда программирования роботов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
§ 3.3. Управление мобильным роботом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
§ 3.4. Знакомство с датчиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
§ 3.5. Взаимодействие с объектами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
189
Стр.190
Глава 4
Возвратно-поступательное движение . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
§ 4.1. Мультипликатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
§ 4.2. Возвратно-поступательное движение, маятник Капицы . . . 109
§ 4.3. Шагающие роботы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Глава 5
Управление движением робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
§ 5.1. Точные перемещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
§ 5.2. Путешествие в лабиринте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
§ 5.3. Правило правой руки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
§ 5.4. Защита от застреваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
§ 5.5. Простейшие регуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
§ 5.6. Следование по линии. Релейный и пропорциональный
регуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
§ 5.7. Следование по линии с двумя датчиками. Калибровка . . . . 158
§ 5.8. Определение перекрёстков и действия на них . . . . . . . . . . . . 164
§ 5.9. Безаварийное движение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
§ 5.10. Объекты на линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
§ 5.11. Транспортировка предметов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Стр.191