Lego mindstorms ev3 инструкция по сборке манипулятора

Обновлено: 04.05.2024

В этой работе соберём робота-манипулятора из одного базового набора Lego EV3 и запрограммируем его движение. Главная задача манипулятора – положить некоторый предмет (мяч) в корзину. Для поиска корзины добавим ультразвуковой датчик, который использует принцип эхолокации при измерении дальности до объектов.

Оборудование: базовый набор Lego Mindstorms Education EV3, мячик для пинг-понга, ёмкость/корзина.

Описание. Манипулятор (лат. manipulare — руководить, управлять с помощью рук) — сложный механизм для управления положением предметов. Манипуляторы могут перемещать, вращать, переставлять, сортировать различные предметы.

В этой работе соберём робота-манипулятора из одного базового набора Lego EV3 и запрограммируем его движение.

Главная задача манипулятора – положить некоторый предмет (мяч) в корзину. Для поиска корзины добавим ультразвуковой датчик, который использует принцип эхолокации при измерении дальности до объектов. Корзины может и не быть, а рабочий сектор поиска руки манипулятора ограничен 180 градусами.

Нам нужно придумать такую программу, которая позволила бы решить поставленную задачу, не выведя манипулятор из строя (нужно вращать руку и корпус манипулятора только в рабочем диапазоне углов поворота).

Язык программирования: EV3-G.

Чтобы скачать файлы, вы должны зарегистрироваться или войти на сайт, а также иметь платный аккаунт доступа. Если у вас есть действующий аккаунт доступа, ниже увидите кнопку для загрузки.

Разработайте, соберите и запрограммируйте роботизированную систему, которая могла бы захватывать и переставлять предметы.

План урока

Подготовка
— Ознакомьтесь с материалами для учителя.
— Если необходимо, разработайте план урока, используя материалы для начала работы из ПО «Лаборатория EV3» или Приложения для программирования EV3. Это поможет познакомить учащихся с конструкторами LEGO ® MINDSTORMS ® Education EV3.

Объяснение (30 мин.)
— Дайте учащимся задание придумать несколько прототипов.
— Предложите им найти новые конструкторские и программные решения.
— Попросите каждую пару учащихся собрать и испытать два решения.
— Раздайте учащимся большие листы клетчатой бумаги, цветные карандаши или маркеры.

Объяснение (60 мин.)
— Попросите учащихся протестировать свои решения и выбрать лучшее из них.
— Убедитесь, что они могут подготовить свои таблицы результатов испытаний.
— Дайте каждой команде немного времени, чтобы завершить свой проект; затем соберите материалы, в которых они зафиксировали результаты своей работы.

Дополнение (60 мин.)
— Дайте учащимся немного времени, чтобы подготовить итоговые отчёты.
— Проведите обсуждение, в ходе которого каждая группа расскажет о результатах своей работы.

Оценка
— Дайте оценку работе каждого учащегося.
— Для упрощения этой задачи вы можете использовать раздел оценки.

Начало обсуждения

Манипуляторы — один из видов промышленных роботов, которые могут перемещать предметы с одного заданного места на другое. Для более точного и безопасного захвата и установки предметов различной формы, веса и уровня хрупкости можно использовать разные виды захватов.

PLAY

Поощряйте активное обсуждение идей.

Предложите учащимся ответить на следующие вопросы.

Что представляют собой манипуляторы и где они используются?
Какой приводной механизм можно использовать, чтобы поднять предмет?
Как робот может переместить предмет?
Каким образом робот может осторожно и точно переместить предмет?

Попросите учащихся задокументировать свои первоначальные идеи и объяснить, почему они выбрали то или иное решение для создания своего первого прототипа. Попросите их описать, каким образом они будут оценивать свои идеи в процессе выполнения данного проекта. В процессе рассмотрения и повторения учащиеся получат определённую информацию, которую смогут использовать для оценки эффективности своих решений.

Дополнительно

Развитие языковых навыков

Для развития языковых навыков попросите учащихся:

использовать свои записи, наброски и/или фотографии, чтобы подвести итоги этапа разработки и подготовить итоговый отчёт;
снять видео, в котором рассказывалось бы о процессе разработки их решения, начиная с первоначальных идей и заканчивая финальным этапом реализации проекта;
подготовить презентацию, рассказывающую об их программе;
подготовить презентацию, рассказывающую об их решении и аналогичных системах, используемых в реальной жизни, а также описывающую новые изобретения, которые можно создать на основе их решения.

Вариант 2
Для развития языковых навыков попросите учащихся:

Исследуйте различные механизмы, использующиеся для производства лекарственных препаратов и вакцин, и затем подготовьте рассказ о работе в автоматизированной фармацевтический лаборатории, сделав акцент на преимуществах и недостатках автоматизации процесса приготовления лекарств.

Обсудите вопросы обеспечения безопасности данных и защиты авторских прав на формулы лекарств, способных принести владельцам миллиардные прибыли и хранящихся в онлайн-системах, в том числе:

возможные последствия утери формул лекарств;

преимущества хранения конфиденциальной информации в онлайн-системах.

Развитие математических навыков

На этом уроке учащиеся собрали робота-манипулятора. Оценка и улучшение производительности крайне важны для любых автоматизированных систем. Машинное обучение — процесс, при помощи которого роботы-манипуляторы оценивают собственную производительность и вносят в производственные процессы изменения, необходимые для ее улучшения.

Для развития математических навыков и изучения машинного обучения попросите учащихся:

дать определения терминов точности и аккуратности и применить их в своих робототехнических проектах;
определить переменные, по которым можно оценить точность и аккуратность разработанных учащимися систем (например, скорость робота может влиять на аккуратность, точность или на обе эти характеристики);
подготовить и провести мини-эксперимент, чтобы определить, влияют ли выбранные переменные на аккуратность, точность или на обе эти характеристики.

Советы по сборке

Идеи для вдохновения
Дайте учащимся возможность собрать несколько моделей, инструкции для которых можно найти по следующим ссылкам. Предложите им изучить работу этих систем и на их основе подготовить Техническое задание.

Советы по тестированию
Предложите учащимся сконструировать собственную испытательную установку и разработать порядок испытаний, который позволил бы выбрать наилучшее решение. Следующие советы помогут учащимся провести испытания.

Отметьте положение карандаша/маркера, установленного в механизме, на клетчатой бумаге. Это позволит возвращать его в то же положение каждый раз при проведении нового испытания.
Используйте квадраты 1 x 1 см на клетчатой бумаге, чтобы записывать результаты каждого испытания.
Используйте цветные карандаши или маркеры, чтобы отметить ожидаемое и фактическое положение перемещённого роботом предмета.
Подготовьте таблицы результатов испытаний, чтобы записывать в них результаты своих наблюдений.
Оцените точность работы своего робота, сравнив ожидаемые и фактические результаты.
Проведите испытания по меньшей мере три раза.

Пример решения
Далее приведён пример решения, соответствующего критериям Технического задания.

PLAY

Советы по программированию

Пример программы, созданной в EV3 MicroPython

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности:

информационные технологии (программирование);
производство и инженерное дело (машиностроение).

Возможности для оценки

Журнал педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например следующие.

1. Задание выполнено не полностью.
2. Задание выполнено полностью.
3. Результаты превзошли ожидания.

Используйте следующие критерии для оценки успеваемости учащихся.

Учащиеся могут оценить различные варианты решений на основе выбранных критериев и компромиссов между ними.
Учащиеся самостоятельно разрабатывают работающие и креативные решения.
Учащиеся могут понятно рассказать о своих идеях.

Самостоятельная оценка
Когда учащиеся получат первые сведения об эффективности моделей, дайте им время, чтобы оценить свои решения. Вы можете задать следующие вопросы.

Ваше решение соответствует критериям технического задания?
Можно ли сделать движения вашего робота более точными?
Какие способы решения этой задачи нашли другие команды?

Попросите учащихся придумать и задокументировать два варианта усовершенствования их решений.

Оценка одноклассников
Организуйте процесс оценки решения одноклассниками, в ходе которого каждая группа должна оценить свой собственный проект и проекты других групп. Это поможет развивать навыки высказывания конструктивного мнения, а также совершенствовать навыки анализа и умение использовать объективные данные для аргументации своей позиции.

На этой странице собраны инструкции по сборке роботов или механизмов из стартового образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). Кроме инструкций вы найдёте здесь видео, показывающие возможности собранных моделей, и демонстрационные программы. Для некоторых моделей даны рекомендации, с помощью каких приложений можно дистанционно управлять роботами и как настраивать эти приложения.

Имея под рукой образовательный набор LEGO Mindstorms EV3 (45544) и шарики для пинг-понга вполне можно собрать пушку, стреляющую шариками. Пушкой можно управлять со смартфона с помощью приложения RoboCam.

Если вы горите желанием сделать робота с большими колёсами из образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (45544), но у вас нет таких колёс, не расстраивайтесь. Вы можете изготовить их самостоятельно из толстого гофрированного картона. Как сделать робота с большими картонными колёсами, чтобы колёса нормально крутились и не отваливались, я предлагаю вам прочитать в этой статье.

Мне очень понравился проект робота-художника EV3 Print3rbot, в котором, к сожалению, используются нестандартные детали, которые нужно печатать на 3D-принтере. Я решил собрать такого же робота, но используя детали только из образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (45544). И у меня это получилось, правда, пришлось добавить ещё резинок.

Роботом, собранным из конструктора LEGO Mindstorms EV3, вы легко можете управлять дистанционно от первого лица. Для этого вам дополнительно понадобится два смартфона, с установленным приложением RoboCam на один из них. Давайте познакомимся подробнее с приложением RoboCam и научимся им пользоваться.

Используя конструктор LEGO MINDSTORMS EV3 и веб-камеру, вы сможете провести эксперимент по обнаружению лиц в помещении. Для эксперимента подойдёт любой колёсный робот EV3, который умеет вращаться на месте, и на который вы сможете закрепить веб камеру. Робот будет сканировать помещение, поворачиваясь вокруг, а, увидев лица, будет останавливаться и дёргаться столько раз, сколько лиц увидел.

С помощью веб-камеры и образовательного набора конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544) вполне можно сделать робота, отслеживающего двигающийся объект. Робот сможет не только поворачивать камеру в сторону объекта, но и выдерживать определённую дистанцию до него, т.е. подъехать поближе, если объект удаляется от камеры, или отъехать подальше, если объект приближается. О том, как это сделать поговорим в этой статье.

Гимнаста выполняющего различные упражнения на турнике сделать достаточно просто, если у вас есть образовательный конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). Я научил гимнаста выполнять три упражнения, а вы можете научить его и другим различным трюкам.

Гоночную машину, имитирующую болид формулы 1, можно сделать с помощью образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). В машине сидит водитель и держится за руль. Машина дистанционно управляется с Android-смартфона.

Робот мойщик пола передвигается за счёт поворотов двух дисков параллельно полу. С помощью резинок на диски можно закрепить смоченные моющим раствором тряпки и тогда ваш пол станет немного чище.

Этот робот с клешнёй умеет не только хватать, но и приподнимать предметы. И оба эти действия он делает с помощью всего одного мотора. А за счёт резиновых кончиков клешни, робот может приподнимать даже скользкие предметы. Ну и конечно, то, что робот схватил, он может перевезти на другое место.

Селеноход – это луноход, созданный российской командой для участия в конкурсе Google Lunar X PRIZE. В настоящий момент проект закрыт, но интересная конструкция с не менее интересной системой передвижения по лунной поверхности остались. С помощью стартового образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544) возможно собрать модель Селенохода, который будет передвигаться по такому же принципу и так же поднимать и опускать «голову».

В базовом образовательном наборе LEGO Mindstorms Education EV3 (45544) оказалось достаточно шестерёнок и других деталей, чтобы собрать часы с часовой и минутной стрелками. Кроме того, что часы точно отображают время, они издают звуковой сигнал каждый час.

В образовательном наборе конструктора Mindstorms Education EV3 всё обучение робототехники в классе ведётся с помощью приводной платформы, на колёсном ходу. Мне же захотелось сделать точно такую же платформу, чтобы на неё точно также можно было установить все датчики, но только, чтобы она передвигалась с помощью гусениц.

Для сборки робота c клешнёй я предлагаю инструкцию, а для быстрого старта – демонстрационную программу:

После старта робот «делает зарядку» - разминает клешню. А как же иначе? Зарядку нужно делать всем!
После зарядки робот сканирует пространство перед собой на расстоянии до 30 см., поворачиваясь на угол от -90 до +90 градусов (0 градусов – это стартовое положение).
Если предмет обнаружен, робот подъезжает к нему хватает, едет обратно, разворачивается назад на угол -180 или 180 (смотря, что ближе), проезжает на 10 – 30 см. (первый раз на 30 см., второй - на 20 и третий - на 10) и бросает его. Затем возвращается назад.
Когда собрано 3 предмета, робот засыпает: программа останавливается.

Вот схема движения робота:

Работу программы в действии можно посмотреть на видео:

Также роботом с клешнёй можно управлять с помощью мобильного приложения RoboLiterate:

Вот видео (обратите внимание, что ползунок справа нужно чуть приподнять наверх, чтобы клешня хорошо хватала предметы):

Инструкция для сборки робота с клешнёй и демонстрационная программа ниже:

Инструкция для сборки робота с клешнёй из базового набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

В версии 2 (от 14.10.2016): датчик расстояния отодвинут чуть вперёд, за счёт чего кнопка за ним (порт 1) нажимается правильно, также под модулем EV3 выделено больше места, чтобы вилки проводов ни во что не упирались.

Демонстрационная программа для робота с клешнёй, собранного из базового набора конструктора LEGO Mindstorms Education EV3 (45544).

Для запуска программы требуется ПО LEGO Mindstorms Education EV3 версии 1.1.1 или выше.

Ещё один способ управления роботом с клешней показан на этом видео:

Всё на русском языке о роботах LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT: различные инструкции к конструкторам разных версий, информация о версиях, скриншоты готовых моделей, фото и видео занятий по робототехнике. Также мы выкладываем пошаговые инструкции по созданию и программированию разных видов роботов лего из конструктора версии 8547. У нас можно скачать поурочное планирование факультатива робототехники для учеников 6-8 классов. Планируем добавить всю необходимую для роботехника-любителя информацию. Всё будет доступно всегда и бесплатно!

Носимый компьютер - еще один этап киборгизации

Система собрана из доступных на рынке электроники и подручных устройств. Центральным ее компонентом стал портативный компьютер Sony VAIO UX380N (Intel Core Solo 1,3 ГГц, .

Торговый робот

Огромная ликвидность рынка Forex позволяет неплохо зарабатывать инвесторам, которые ежедневно принимают участие в торговых сессиях, а также трейдерам, которые посвятили н.

Рубрика: Робот LEGO MINDSTORMS EV3 и NXT инструкции

На первой странице мы с Вами познакомимся с внешним видом конструкторов lego mindstoms ev3 и инструкциями (інструкциї lego) на русском языке для них.
Сейчас доступны к скачиванию статьи с готовыми пошаговыми инструкциями по сборке различных моделей роботов из конструктора лего ев3 версии 313313 и 45544 (робот lego mindstorms ev3).

Руководство пользователя (EV3 Home) для домашней версии, артикул 31313 - инструкция на русском языке для lego mindstorms ev3.

Элементная база (из каких деталей состоит набор), как выглядит содержимое коробки лего 31313.
Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3 (артикул 45544).
Версия набора - образовательная (для школ).
Элементная база набора.

Инструкция lego mindstorms ev3:
руководство пользователя (EV3 education) для учебной версии, артикул 45544.
лего EVO 3 презентация pptx с описанием и возможностями набора.

C 2013 года в продаже доступны наборы по цене от 350$ (около 30 000 рублей)! Понятно, что наборы LEGO MINDSTORMS версии EV3 в несколько раз "круче" предыдущего NXT!

Имеются две модификации: HOME и EDUCATIONS (Домашняя и образовательные версии). Каждая версия имеет свои особенности. Но в каждой можно собрать отличные модели роботов из лего! Домашняя попроще и подешевле, а образовательная версия с лицензионным ПО LABVIEW для рабочей группы от NATIONAL INSTRUMENS, естественно, подороже.
Купить набор в Зеленогорске (Красноярский край) можно в компании "Компас". Скачивайте, ознакамливайтесь с ПО, внешним видом и способом соединения, настройки и программирования новой модели от лего!

Робота можно использовать для соревнования "Шорт трек" категории "Hello, robot!". Инструкция (презентация) содержится 45 слайдов, многие слайды являются повторами с разных углов обзора.

Возраст обучающихся: 4 – 8 классы. УМК любой. Презентация выполнена при помощи ПО Lego Digital Designer ver.4.3.:
полная инструкция по сборке в pptx

Бонусные модели 6 роботов EV3 на одной платформе (6 роботов в 1):

Читайте также: