Проект роботы помощники из лего
Обновлено: 28.04.2024
Конструирование робота-помощника из конструктора Lego.
-развивать конструктивные способности, умение проявлять творчество и изобретательность в работе.
-формировать познавательный интерес посредством знакомства с роботами.
-продолжать воспитывать интерес к конструированию.
Оборудование и материалы:
конструктор Lego, презентация «Роботы – помощники»
«Познавательное развитие», «Художественно-эстетическое развитие», «Речевое развитие», «Социально-коммуникативное развитие».
Методы и приё мы:
Наглядные (рассматривание сюжетных картинок, словесные (вопросы, объяснение, художественное слово, игровые.
Ход занятия:
Что за чудесное изобретение?
Лего- конструктор вне всяких сомнений.
Путь для фантазии с ним только прямой.
Можно с ним всякую нашу затею,
Выстроить сразу – была бы идея.
Кто-то построит для куколки дом,
Мебель и транспорт, бассейн
Кто-то ракету, что к звездам летит,
Или подлодку что в море стоит.
Множество можно идей воплотить,
Лишь бы хотелось верстать и творить.
Дежурные дети раздают «Лего» конструктор.
Воспитатель: Ребята и, правда, из конструктора ЛЕГО можно построить все что угодно, а что мы сегодня с вами будем строить, вы узнаете, посмотрев на экран.
Показ слайда с изображением роботов.
Был построен умный робот
В Академии Наук
Не вредил прогрессу чтобы
Дефицит рабочих рук.
Воспитатель: ребята посмотрите на экран, и скажите - какие виды роботов вам известны?
Дети: робот - разведчик, боевой робот, аптечный робот, промышленный робот, бытовой робот.
Воспитатель: ребята подумаете, как можно одним словом назвать этих роботов?
Дети: роботы помощники
Воспитатель: Представим что мы ученые и сейчас, перед нами стоит задача построить роботов помощников. А после представить своих роботов перед научным советом.
Воспитатель: И прежде чем приступать к ответственной работе, каждый конструктор должен знать детали, с которыми будет работать, предлагаю поиграть в игру «Отгадай деталь»
Дидактическая игра «Отгадай деталь» определить деталь по цвету, форме и нужному количеству «кнопочек» на ней.
Воспитатель: А сейчас, берём, конструктор ЛЕГО и приступаем к работе.
Вы самостоятельно будете конструировать робота – помощника и я, так же как и вы буду строить своего робота.
(Звучит музыка)
Это чей там слышен топот? (топают)
На работу вышел робот. (шагают)
Мышцы металлические, (показывают мышцы)
Мысли электрические. (качают головой)
Робот лампой помигал, (ладони сжимают и разжимают)
Робот лапой помахал : (машут рукой)
Посмотрите-ка, ребята, (смотрят в лево, в право.)
Сколько дел я одолел! (руки на пояс)
Воспитатель: Ребята, предлагаю вам посмотреть какой робот - помощник у меня получился. Этот робот помогает детям составлять рассказ. Вот он уже вам помогает! Посмотрите на экран.
Предлагаю представить своих роботов – помощников научному совету. Составьте рассказ с опорой на алгоритм.
(Сделанных роботов помещаем на выставку)
Воспитатель: Юные робототехники, скажите, вам понравилось работать в секретной лаборатории? Предлагаю в следующий раз создать роботов, которые помогают изучать подводный мир.
Воспитатель: Вы молодцы! Хорошо поработали. А сейчас подойдите к экрану успеха и самостоятельно оцените ваши старания.
Конспект НОД по конструированию с использованием LEGO в средней группе Конспект НОД по конструированию с использованием LEGO в средней группе Пучкина Екатерина Алексеевна, воспитатель МДОУ д/с №3 «Фонарик» г.
Конспект НОД по LEGO-конструированию в средней группе «Наш аквариум» «Наш аквариум». Цель: расширять и обогащать практический опыт детей в процессе конструирования, развивать творческую инициативу и самостоятельность,.
Конспект занятия по LeGo конструированию в средней группе «Дом для собачки» Тема: «Дом для собачки» Цель: развитие способностей детей индивидуально и совместно конструировать предметные постройки. Задачи: Образовательные:.
Конспект занятия по Lego-конструированию в старшей группе «Путешествие на космодром «LEGO» «Путешествие на космодром «LEGO». ЦЕЛЬ: Закреплять конструктивные навыки детей. ЗАДАЧИ: Обучающие: -Учить обдумывать замысел будущей постройки,.
Конспект занятия по Lego-конструированию в старшей группе «Путешествие на космодром Leqo» ЦЕЛЬ: Закреплять конструктивные навыки детей. ЗАДАЧИ: Обучающие: -Учить обдумывать замысел будущей постройки, представлять её общее конструктивное.
LEGO-конструирование. Особенности организации и проведения НОД и совместной деятельности в разных возрастных группах LEGO-конструирование. Особенности организации и проведения НОД и совместной деятельности в разных возрастных группах В работе с дошкольниками.
План-конспект интегрированной совместной образовательной деятельности с детьми подготовительной группы «Печём жаворонков» План конспект совместной образовательной деятельности с детьми подготовительной группы. Воспитатель Григорьева С. Н. Тема: «Печём жаворонков»Цель:.
Конспект совместной деятельности с детьми подготовительной группы по конструированию «Детский сад для детей и для зверят» План- конспект совместной деятельности педагога с детьми подготовительной группы по конструированию Тема: ”Детский сад для детей и для.
Проект совместной интегрированной деятельности детей и взрослых «Мяч помощник нам в игре, ты бери его везде!» Проект совместной интегрированной деятельности детей и взрослых «Мяч помощник нам в игре, ты бери его везде!» Актуальность проекта Физическое.
Робот – помощник
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Однажды, после того как мои родственники приобрели робот-пылесос, я задумался : «Как создаются роботы-помощники? И кто над этим работает?» Поэтому мною было решено сделать своего робота-помощника.
Мне стало интересно попробовать себя в роли инженера-изобретателя. Я занимаюсь в кружке робототехники СЮТ и решил сделать своего робота-помощника.
Цель исследования: изготовить и провести испытание модели устройства, помогающего в уборке дома из конструктора LEGO Mindstorms NXT .
Узнать роль роботов в быту человека.
Изучить схемы и конструкции аналогичных устройств.
Выбрать наиболее подходящую схему для сборки.
Изготовить робота-помощника и провести его испытание.
Выбрать алгоритм передвижения, написать программу.
Предмет исследования: самодельное устройство из конструктора LEGO Mindstorms NXT .
Гипотеза: я предполагаю, что робота, помогающего в уборке дома можно сделать, а его применение существенно облегчит домашний труд.
Объект исследования: наиболее подходящая конструкция робота и алгоритмы его передвижения.
Методы исследования:
изучение информации в сети интернет;
анализ технических инструкций подобных роботов;
анализ полученных данных.
Анкетирование
В результате выяснилось, что данная тема является действительно актуальной для большинства опрошенных, многие хотели бы узнать больше информации.
Большинство считает, что роботам можно доверить уборку жилья, но в то же время многие ответили, что роботы не могут заменить человека, а робот-собака не заменит живой собаки.
Многие опрошенные так же хотели бы позаниматься робототехникой.
Глава 1. Основная часть
1.1 Виды роботов помощников.
В настоящее время роботы применяются во всех сферах человеческой деятельности. Предлагаются такие виды роботов помощников:
• Многофункциональный робот для чистки окон и стекол (рис.2)
• Робот-качалка, который повторяет движения мам, укачивающих малышей на руках (рис.3).
1.2 Виды роботов-уборщиков
«Современные роботы-уборщики по виду уборки условно можно разделить на следующие категории:
использующие только силу всасывания: на днище находится узкая щель, через которую производится всасывание мусора в пылесборник. Основное их предназначение - сбор пыли, шерсти, и легковесного мусора с ровных поверхностей.
использующие силу всасывания и турбощетку: у данных моделей на днище находится вращающаяся с большой скоростью щетка, которая заметает мусор в пылесборник. Одновременно с этим происходит всасывание воздуха через отверстие, что позволяет собрать облако пыли, создаваемое турбощеткой. Данные роботы способны собирать любой мусор с ровной поверхности и производить чистку верхнего слоя ковровых покрытий.
использующие силу всасывания и двойную турбощетку: у данных моделей на днище две расположенных вплотную к друг-другу щетки, вращающиеся с большой скоростью в противоположных направлениях. Одна щетка предназначена для заметания мусора в пылесборник, вторая - для поднятия ворса ковровых покрытий. Одновременно с этим происходит всасывание воздуха.
влажный полотер - на днище робота крепится тряпочка из микрофибры, которая постоянно увлажняется посредством капиллярной системы из резервуара с водой.
сухой полотер (альтернативное называние: "робо-швабра"). На днище робота крепится тряпочка из микрофибры, которой робот "вытирает" пол. Если робот содержит особый алгоритм передвижения, то весь мусор робот "везёт" перед собой. В противном случае, мусор разносится от центра комнаты к углам. Обычно тряпочку разрешается намочить перед запуском уборки - таким образом, можно получить функцию влажного полотера на небольшой площади.
моющий робот - отличительной особенностью являются смачивание поверхности из бака с водой и последующий сбор образовавшейся грязи в отдельный резервуар. Роботы из данной категории требуют довольно сложные и длительные процедуры по обслуживанию [1]
Рассмотрев виды роботов-пылесосов, я пришел к выводу, что в своей модели я буду использовать вид робота сухой - полотера, так как данный вид наиболее прост в реализации.
1.3 Устройство и принцип работы
«Для работы робот-пылесос использует внутренние аккумуляторы (Ni-MH,Li-ion и LiFePo4[2]) и нуждается в регулярной подзарядке от специального модуля - «Базы» (также часто на роботе присутствует гнездо для ручной зарядки - но данная возможность обычно не используется). Большинство моделей умеют самостоятельно находить «Базу» и подключаться к ней по завершению уборки. Зарядка занимает порядка 2-5 часов (в зависимости от типа и емкости аккумуляторов).» [1]
1.4 Используемые датчики в роботах- уборщиках
«Необходимым частью робота-пылесоса являются его датчики, с помощью которых робот может ориентироваться в пространстве:
ультразвуковые дальномеры. В настоящее время практически не используются.
контактные датчики препятствий — датчик на бампере позволяет регистрировать удары о стены, мебель.
бесконтактные датчики препятствий - состоящие из источника инфракрасного излучения и измерителя величины отраженного сигнала. Позволяют роботу останавливаться в 1-5 см от препятствия, тем самым сохраняя себя и мебель от царапин. Из-за особенности конструкции, регистрирует препятствия только на определённой высоте (2-4 см от пола). Плохо реагирует на черные поверхности.
«виртуальная стена», которая позволяет ограничить пространство уборки - источник узкого луча инфракрасного излучения, воспринимаемый роботом как препятствие. В некоторых моделях, «виртуальная стена» может «общаться» с роботом.
«координатор движения» - по сути, это «виртуальная стена», которая может включаться и выключаться самостоятельно. Служит для удержания робота в одной комнате до ее полной уборки, после чего «координатор движения» выпускает робота из комнаты и не пускает обратно в уже убранную комнату. Используется для более эффективной работы роботов со случайным маршрутом движения.
инфракрасные датчики в нижней части устройства, которые не позволяют устройству упасть с лестницы. Из-за особенностей работы данных датчиков, роботы воспринимают черные поверхности (чаще всего - резиновые коврики) как непреодолимое препятствие (думая, что перед ними пропасть).
видеокамеры (направленной вперед или вверх) и технологии машинного зрения. Недостаток: плохо работают в темноте.
Рассмотрев все виды датчиков было решено использовать датчик-касания, он входит в набор LEGO NXT , а после испытаний пришлось добавить датчик-гироскоп из конструктора EV3.
1.5 Достоинства и недостатки роботов-уборщиков
Роботы-уборщики широко вышли на рынок относительно недавно, но уже успели сильно эволюционировать и стали самыми распространенными бытовыми роботами в нашей стране и во всем мире. Однако с момента их появления (2009 год) по настоящий момент в обществе не утихают споры об их пользе и оправданности такого приобретения. Ведь устройство так и осталось достаточно дорогим - его стоимость, порой, превышает цену классического мощного пылесоса для ручной уборки в 3-4 раза. Чего нельзя сказать о мощности и принципиальной возможности собирать загрязнения с пола, поскольку робот мобилен и питается от аккумуляторов, которые на текущем уровне развития технологий не способны запасать энергию в «киловатных» масштабах, доступных из розетки для обычных пылесосов.
Большинство роботов-пылесосов используют случайный маршрут движения используя поочередно один из алгоритмов: движение по прямой, движение по зигзагу, движение по спирали, движение вдоль стен. Данный алгоритм не гарантирует, что по окончанию уборки всё будет убрано, однако при ежедневной уборке, вероятность оставшихся неубранных участков стремится к нулю.
Более дорогие модели роботов строят в памяти «карту помещения», и планируют оптимальный маршрут движения по данной карте - это позволяет существенно уменьшить длительность уборки.» [1]
Глава 2 Практическая часть
2.1 Устройство работа
Первую версии робота я собирал по инструкции. У робота колес не было, а на днище было два уборочных диска, к которым крепится ткань. С помощью этих дисков робот «вытирал» пол и двигался, но оказалось что трение было недостаточным и робот двигался хаотично и неуправляемо по кругу, что соответственно снижало качество уборки. Необходимо, чтобы робот имел особый алгоритм передвижения, тогда весь мусор будет собран.
Первые испытания прошли неудачно, я понял свои ошибки и сделал другую модель робота из конструктора LEGO Mindstorms NXT .
В следующей версии робота я сделал два колеса, один уборочный диск, впереди установил датчик касания, изменил крепление блока управления, сделал заднюю опору.
Испытания показали что робот не всегда делал нужный поворот, поэтому для более точного поворота был добавлен датчик-гироскоп. И в связи с этим был использован более новый конструктор EV3 с другим блоком и моторами.
Эволюцию робота можно увидеть в Приложение 2
С помощью резинок на диске нужно закрепить чистящую ткань.
Несколько минут работы робота и ваш пол станет немного чище.
2.2 Программа и принцип работы
Код для программы был написан в среде разработки EV3 Programming. Моя программа обеспечивает движение робота с одновременным вращением щётки для механической очистки поверхности от мусора. Стандартный датчики касания обеспечивают обнаружение препятствий при непосредственном контакте с препятствием, происходит остановка робота, затем задний ход с поворотом и изменением направления, далее снова движение вперед. Таким образом, движение происходит по траектории «змейкой», что обеспечивает более тщательную и последовательную уборку поверхности. При усовершенствовании робота отдельно был написан программный блок поворота с датчиком гироскопа.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.
Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
Экоробот «Спасатель нерп»
Цель проекта: обучени е робототехник е и создание действующий модели программируемого робота.
Методы проведенных исследований : конструирование и программирование .
· изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS NXT 2.0
· сконструировать модель робота
· создать программу для управления роботом
· испытать полученного робота
Предмет исследования: конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS NXT .
На протяжении многих веков люди изобретают механизмы и машины, способные облегчить нашу жизнь, и современный человек едва ли сможет представить свою жизнь без них. Ежедневно появляются новые устройства и улучшаются существующие. Таких устройств уже несчетное множество, но, безусловно, самым высоким достижением человеческой мысли являются роботы.
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Лего-робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов – лего-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.
Человечество нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий и защищать экологию.
Тема экологии и охраны озера Байкал очень актуальна на сегодняшний день. Меня заинтересовала эта проблема, и я решил подробнее её исследовать и выяснить могу ли я внести какой-то посильный вклад в защиту озера.
Байкал — одно из древнейших озер мира, существующее уже около 25 млн. лет. Это крупнейшее хранилище самой высококачественной пресной воды (пятая часть ее мировых запасов). Редкая чистота воды обеспечивается жизнедеятельностью его уникального животного и растительного мира. Почти 2/5 видов животных и растений, найденных в озере - эндемичны, т. е. нигде больше в мире не встречаются. При нарушении одного из звеньев сложной и сбалансированной системы взаимоотношений вся экосистема будет нарушена.
Единственный представитель млекопитающих Байкала - тюлень или нерпа байкальская, имеющая общего предка с северным тюленем. Ученые предполагают, что нерпа проникла в Байкал из Ледовитого океана по Енисею и Ангаре в ледниковый период.
Информация об экологических проблемах региона стала мотивирующей для работы над проектом «Спасатель Нерп» (конструктор LEGO Mindstorms NXT 2.0).
В качестве строительных блоков для робота использовались детали LEGO. Для того, чтобы «научить» робота получать информацию из окружающей среды и реагировать на нее, я использовал специальные устройства – сенсоры, которые позволяют определять предмет и расстояние. Реагировать на «раздражители» робот может с помощью моторов: сдвинуться в сторону, разорвать сеть. «Мозгом» робота является специальный программируемый блок, к которому подключаются моторы и датчики.
Технические характеристики моего робота:
Микропроцессор NXT 2.0
мотор NXT - на роботе 3 мотора NXT
датчик расстояния NXT 2.0
Задача робота передвигаться по дну Байкала автономно. Робот проверяет наличие сетей в воде, незаконной деятельности наносящей вред озеру. В случае возникновения таких ситуаций он мгновенно реагирует и разрывает сети.
Программировать робота не сложно, если выучить свойства компонентов, это как иностранный язык, только для робота. Разрабатывая, программируя и тестируя робота, я приобрел навыки в области конструирования и программирования, познакомился с процессами планирования, освоил алгоритмы пошагового решения задач, выработки и проверки гипотез, анализа неожиданных результатов. И научился вести себя как молодой ученый, проводя простые исследования, просчитывая и измеряя поведение, записывая и представляя свои результаты.
В результате исследовательского проекта у меня получился экоробот «Спасатель нерп».
Регулятивные:
− систематизировал и обобщил знания для успешной реализации алгоритма работы собранного робота;
− научился программировать роботов.
Познавательные:
− создал собственного робота, и сумел его запрограммировать
Коммуникативные :
- развил коммуникативные умения при работе в группе.
-развил память и мышление, получил возможность изучения робототехники на старших курсах.
Команда « КоЛеР » Нефтеюганское районное муниципальное дошкольное образовательное бюджетное учреждение «Центр развития ребенка – детский сад «Родничок» Ханты-Мансийский автономный округ – Югра Нефтеюганский район гп.Пойковский 2017 Проект « Робо-помощники в семье»
Ханты-Мансийский автономный округ – Югра Нефтеюганский район гп.Пойковский 2017 СОДЕРЖАНИЕ Командный раздел Инженерный раздел Цель, задачи проекта Проблема Актуальность Реализация проекта Конструирование 1 модели «Автоматические двери» Конструирование 2 модели « Робо - няня» Конструирование 3 модели «Кресло-качалка» Конструирование 4 модели «Чистюля» Конструирование 5 модели «Кормушка» Выводы Литература
Ханты-Мансийский автономный округ – Югра Нефтеюганский район гп.Пойковский 2017 К омандный раздел Нефтеюганское районное муниципальное дошкольное образовательное бюджетное учреждение «Центр развития ребенка – детский сад «Родничок »
«По направлению лего-конструирование и робототехника работаю третий год. Направление новое, интересное и перспективное. С детьми мы конструируем, программируем и экспериментируем. Больше всего мне нравиться, когда дети заходят в LEGO кабинет и глаза у них загораются огоньками, столько в глазах идей и желания, поэтому и работа у нас проходит слажено.» Муравьёва Айнур Идрисовна педагог первой квалификационной категории. Цымбалюк Павел Воспитанник подготовительной группы На робототехнику ходит второй год и имеет очень хорошие успехи, больше всего Павел любит экспериментировать своими роботами, очень радуется когда все получается. Во время занятий проявляет себя отзывчивым, всегда старается помочь детям. Шабаев Артём Воспитанник подготовительной группы. Мальчик скромный и в тоже время открытый для общения. Интересуется многим, но предпочтение отдает робототехнике. На занятиях очень внимателен и активен .
Пояснительная записка Инновационные процессы в системе образования, требуют новой организации в системе в целом. О собое значение придается дошкольному воспитанию и образованию. Ведь именно в этот период закладываются все фундаментальные компоненты становления личности ребенка. Формирование мотивации развития и обучения дошкольника, а так же творческой познавательной деятельности, - вот главные задачи, которые стоят сегодня перед педагогом в рамках ФГОС. Эти непростые задачи в первую очередь требуют создания особых условий обучения, в связи с этим огромное значение отведено конструированию и робототехнике. С использованием образовательных конструкторов дети самостоятельно приобретают знания при решении практических задач или проблем требующих интеграции знаний из различных предметных областей. Как следствие проектная деятельность дает возможность воспитывать деятеля, а не исполнителя, развивать волевые качества личности и навыки партнерского взаимодействия. Системно-деятельностный подход, лежащий в основе ФГОС предполагает «обеспечение приемственности дошкольного образования», то есть формирование информационно-обеспеченной и технически грамотной личности будущего общества уже с раннего возраста. Проект « Робо-помощники в семье», дает детям понятие о том, как можно облегчить работу по дому, для того чтобы семья подольше могла побыть вместе, помогает расширить кругозор детей.
« Робо-помощники в семье» Что знаем? У каждого в семье есть свои обязанности. Что обязанности должны быть распределены по силам. Знакомы с обязанностями членов семьи и бытовой техникой которая помогает. Что хотим узнать? Как можно облегчить домашние дела при помощи роботов? Историю появления роботов? О способах их использования в домашних условиях? Где узнаете? Спросить у родителей Прочитать в книге Посмотреть в интернете Посмотреть мультфильм Изучая вопрос, как можно облегчить домашние дела при помощи роботов, мы решили раскрыть эту тему на примере роботов-помощников. Рассмотрели журналы «Умный робот «Роберт вам робо-помощник », « Роботы-трансформеры », посмотрели видеоролики «Какие роботы бывают», посмотрели мультфильмы « Робот-помощник Доктора Машинковой », «Город Роботов», « Фиксики 23 серия «Робот»».
И нженерный раздел « Робо-помощники в семье»
Цель : Создать условия для творческой самореализации, развития способностей и ценностных ориентаций дошкольников в процессе конструирования из конструкторов LEGO Education WEDO , WEDO 2.0. Роботрек Малыш 2, HUNO MRT действующих моделей « Робо-помощники » Задачи: Образовательные: Стимулировать у дошкольников интерес к моделированию и конструированию в процессе научно-технического творчества. Уточнять и обобщать представления детей о возможностях использования роботов в быту. Учить анализировать строение объекта, его основные части, их функциональное назначение . Развивающие: Развивать эстетическое восприятие, чувства цвета, ритма и симметрии, творческое мышление. Воспитательные: Совершенствовать коммуникативные навыки детей при работе в паре, коллективе, распределении обязанностей. Воспитывать уважение к членам семьи, стимулировать желание облегчить их работу по дому. Совершенствовать умение бережно относиться к результатам труда.
I этап. Информационный. Изучение материалов о роботах облегчающих работу по дому. Рассматривание техники и оборудования используемой в быту. Выбор техники и оборудования в строении которых возможно использовать программирование. II этап. Проектирование Разработка схем, чертежей. Рисование эскизов конструкций. III этап. Практический Конструирование 1 модели Конструирование 2 модели Конструирование 3 модели Конструирование 4 модели Конструирование 5 модели IV этап . Итоговый. Обобщение результатов, выводы, тестирование роботов-помощников в рамках проекта.
Трудности в реализации проекта « Робо - помощники в семье» Трудности Решение Отсутствие готовых схем для построения робо-помощников Изучение бытовой техники и составление схем для постройки робо-помощников . Невозможность привести в движение конструкцию «Чистюля», на поверхности с шипами На лего-платформу наклеили оракал , для гладкого скольжения. Отсутствие элемента , которого можно было использовать для мытья пола. Для изготовления предметы для мытья пола использовали поролон
Подготовка проекта Наш проект мы начали с изучения труда взрослых в семье. В беседе выяснили о распределении обязанностей в семьях воспитанников, рассуждали о том, как можно облегчить домашний труд. Вместе с детьми рассмотрели альбомы, журналы с бытовой техникой, роботами. Просмотрели мутьтиплекационный фильм «Робот-помощник Доктора Машинковой ». В процессе изучения ребята пришли к выводу что роботы могут облегчить труд в быту и решили создать проект « Робо-помощники в семье». Мы продолжили изучать тему о возможностях роботов, размышляли о том, как могут выглядеть домашние роботы и придумывали для них названия. Дома с родителями дети продолжили изучать данную тему. Родители активно предлагали свои идеи и участвовали в создании проекта.
Этапы конструирования Конструирование I модели «Автоматическая дверь» Примечание: Программирование данной модели предусмотрено производителем Свою работу по реализации проекта мы начали с конструирования «Автоматической двери», из конструктора Роботрек Малыш2. Модель собирали по схеме, которая идет в наборе. Сложность была в том, что в деталях Роботрек Малыш 2, нужно внимательно считать шипы, для создания правильной конструкции. В список деталей вошли такие детали как: Блок 1212 (4шт) Блок 53 (1шт) Блок 321 (6шт) Блок 55 (3шт) Блок 35 (2шт) Блок 15 (4шт) Блок треугольный (2шт) Блок 135(1шт) Блок 121 (3шт) Соединительный блок 3 (6шт) Соединительный блок 5(2шт) Осевой блок (3шт) Рамка 5 (4шт) Рамка 11 (4шт) Рамка 21 (6шт) Втулка (3шт) Муфта (2шт) Зубчатые колесо большое (1шт) Зубчатое колесо среднее (1шт) Зубчатое колесо малое (2шт) Колесо (2шт) Соединительный вал (1шт) Материнская плата Аккумуляторная коробка Электродвигатель Датчик движения (1шт)
Конструирование 2 модели « Робо-няня » Модель « Робо-няня » сконструирована конструктора LEGO WEDO 2.0. Модель собирали по схеме, но вносили свои изменения. Детали которые нам понадобились: Кирпичики 2* 2 (черный), 2*2 ( Голубой ) Кирпич с шипами с одной стороны (2) Кирпич прозрачный с крепление (2); Пластина 1*12, 2*8, 4*6, 2*4, 1*4(белая); Черепица (2) Круглая пластина (зеленая); Закругленный кирпич (Зеленый); Балка с шипами1*8, (зеленый) Балка с основание (черный): Угловая пластина (белая); Втулка; Муфта Соединительный штифт; Шкиф (5) Угловой пластина (2) Ось 6(2), 10(1), 2(1) Мотор Смарт хаб Основание черное(2) Ремень (1) Шина(2) Антенна (2) Глаз круглая плитка (1) Шар с крестовым отверстием (2) Этапы конструирования Программируем модель
Конструирование 3 модели «Кресло-качалка» Этапы конструирования Модель сконструирована из конструктора Lego Wedo Основа Соединяем кирпичик 8*16 с Лего-коммутатором , мотором, кирпичик 2*2 красного цвета, балка с шипами красного цвета, пластинами 2*8 и 2*4, кирпичиком со скошенным краем красного цвета, зубчатыми колесами (большое), коронными зубчатыми колесами, малым зубчатым колесом, осью (3), осью (6), щкивами , ремень, втулками Программируем модель Используем мотор для вращения малого зубчатого колеса, малое зубчатое колесо вращает большое. Большое зубчатое колесо вращает шкив и распылитель. Кресло Кресло собрано из деталей Лего . Пластина с отверстиями 2*8, Пластина с отверстиями 2*6, Кирпичик 1*6 жел Кирпичик скошенный жел
Конструирование 4 модели «Чистюля» Этапы конструирования Модель «Чистюля» сконструирована из Lego Wedo 2.0 Так, как схемы для конструкции этой модели мы не нашли, ребята начертили её самостоятельно. Для конструкции мы использовали модель из конструктора Lego Wedo 2.0 Кирпичики 1*2, 2*2, 2*4 (синего, голубого и белого цвета), Кирпич круглый с отверстиями (Белый); Полушкив ; Втулка; Мотор; Лего-коммутатор ; Ось; Муфта; Бобина; Верхнее покрытие (картон); Пластина 8*16 Программируем модель
Конструирование 4 модели «Кормушка» Этапы конструирования Модель «Кормушка» сконструирована из Lego Wedo 2.0 Так, как схемы для конструкции этой модели мы не нашли, ребята придумали ее сами. Для конструкции мы использовали модель из конструктора Lego Wedo 2.0 Кирпичики 1*2, 1 * 4 , 2* 2 (синего, голубого и черного цвета), Кирпич круглый 5шт ( голубой ); Балка 1*2, 1*4, 1*12; Балка с крестовым отверстием Полуось; Втулка; Мотор; Смарт хаб Датчик расстояние Ось 3(2), 6(2), 7(1), 10(1); Муфта; Черепица Покрытие для мытья пола (поролон); Пластина 1*2, 1*6, 1*12, 2*2, 2*4,2*6, 2*8. Зуб.колеса (малое, большое) Программируем модель
Вывод Для создания проекта « Робо-помощники в семье» воспитанникам были созданы условия для творческой самореализации. Работа над проектом способствовала развитию способностей и ценностных ориентаций дошкольников, совершенствованию конструкторских умений и первых навыков программирования, при использовании конструктора Lego Education Wedo , Lego Education Wedo 2.0 , Роботрек малыш 2, Huno MRT , действующих моделей.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Консультация для родителей на тему "Что такое семья"."Роль семьи в формировании здорового образа жизни"«История моей семьи», статья, раздел «Работа с родителями»
Что такое семья?Семья - основанная на браке или кровном родстве малая группа, члены которой связаны общностью быта, взаимной помощью, моральной и правовой ответственностью.В теории семейного права сем.
«Воспитательно-развлекательное мероприятие «Семью семь», как форма взаимодействия ДОУ с семьей»
Цели:Создание живого творческого союза взрослых и детей для полноценного развития ребенка и самореализации взрослых. Задачи:Научить родителей наблюдать за ребенком, изучать его, вид.
План проведения открытого мероприятия по работе с семьей Мы семья, хоть нас не семь. Каждый я поможет всем!
План проведения открытого мероприятияпо работе с семьейМы семья, хоть нас не семь. Каждый я поможет всем! Цель: создание условия для успешного взаимодействия детского сада и семьи.Задачи: .
Конспект мероприятия по образовательной деятельности «Семья — это просто, семья — это сложно, но жить одному без семьи невозможно!»
Тема беседы старшей группы: "Коли семья вместе, так и душа на месте". Цель: Формировать ценностное отношение к семье, как нравственной основы воспитания. Задачи: ⦁ Систематизировать и углублять знания детей о семье и внутрисемейных отношениях.
конспект занятия по физической культуре ко дню семьи на тему "Спортивная семья - здоровая семья"
конспект занятия по физической культуре ко дню семьи на тему "Спортивная семья - здоровая семья".
Взаимодействие семьи и ДОУ в рамках мероприятий клуба молодых семей "Молодая семья"
Создание условий, направленных на формирование в молодых семьях здорового образа жизни, морально-психологического климата, необходимого для успешного развития личности ребёнка.
Обучение основам робототехники и создание действующий модели программируемого БУТЕР-робота, помогающего быстро сделать бутерброд, экономя время для других занятий.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| buter-robot_pomoshchnik_na_kuhne.docx | 1016.59 КБ |
Предварительный просмотр:
Государственное бюджетное учреждение дополнительного
образования центр детского (юношеского) технического творчества Красногвардейского района Санкт-Петербурга «Охта»
Городской конкурс проектов технического моделирования и конструирования «От идеи до воплощения»
«БУТЕР-робот помощник на кухне»
Павлова Ирина Григорьевна,
педагог дополнительного образования ГБУ ДО ЦДЮТТ «Охта»
Идея создания роботов - механических устройств, своим внешним видом и действиями подобных людям или каким-либо живым существам, увлекала человечество с незапамятных времен. Даже в легендах и мифах человек стремился создать образ рукотворных существ, наделенных фантастической физической силой и ловкостью, способных летать, жить под землей и водой, действовать самостоятельно и в то же время беспрекословно подчиняться человеку и выполнять за него самую тяжелую и опасную работу.
Роботы и робототехника развиваются все более быстрыми темпами. Робототехника являются одними из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Робототехника быстро становится неотъемлемой частью нашей жизни, она помогает изучать технические предметы. Ключевые опыты в физике и математике можно наглядно показать с помощью LEGO роботов.
Робототехника позволяет мыслить творчески, анализировать ситуацию и применять критическое мышление для решения реальных проблем. Робот не ставит оценок и не дает домашних заданий, но заставляет работать умственно и постоянно.
Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом.
Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникает необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах-сиделках, роботах-нянечках, роботах-домработницах, роботах - всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д.
И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно в школе и с самого младшего возраста.
Поэтому, образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.
Робототехника с использованием наборов Lego Mindstorms EV3- это не просто детская игра, а целая наука, объединяющая в себя физику, математику, информатику, английский язык. Я решил изучить данную науку, чтобы воплощать в роботах свои фантазии.
Роботы уже обосновались на заводах, фабриках. Почему бы не позволить им работать на кухне? Данный вопрос являлся проблемным полем проекта. С течением времени последовательность процесса приготовления пищи практически не меняется - постоянно приходится что-то резать, солить, перчить, жарить, варить. Но сегодня эту работу может заменить робот, таким я вижу решение нашей проблемы. Я решил создать роботизированное устройство, которое поможет на кухне в приготовлении бутербродов - БУТЕР-робот.
Актуальность темы обусловлена развитием нашего жилья в область системы умного дома. Умный пылесос, умный чайник и даже замок на входной двери- всё усовершенствуется для нашего комфорта. Поэтому одним из видов роботов, который бы смог облегчить, например, утренние сборы в школу, является БУТЕР-робот
Цель проекта: обучение основам робототехники и создание действующий модели программируемого БУТЕР-робота, помогающего быстро сделать бутерброд, экономя время для других занятий.
• познакомиться с конструктором Lego Mindstorms EV3
• изучить основы программирования в среде Lego Mindstorms EV3.
• сконструировать модель робота для приготовления бутербродов на основе конструктора Lego Mindstorms EV3.
• определить дополнительные возможности усовершенствования конструкции.
• составить программу для исполнения роботом приготовления бутербродов.
• испытать полученного робота
Предмет исследования : конструктор со средой Lego Mindstorms EV3.
Гипотеза: робототехника позволяет воплощать в роботах свои фантазии.
• умение программировать в среде Lego Mindstorms EV3.;
• умение конструировать различные модели роботов;
Оборудование и материалы : конструктор Lego Mindstorms EV3, колбаса, сыр, хлеб, компьютер.
Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Активное участие и поддержка Российских и международных научно-технических и образовательных проектов в области робототехники позволит ускорить подготовку кадров, развитие новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями, реализацию инновационных разработок в области робототехники в России и по всему миру.
С конца прошлого века Lego выпускает специальные робототехнические конструкторы, которые сегодня стали лидерами образовательной робототехники. В качестве основного оборудования при обучении робототехнике предлагаются конструкторы Lego Mindstorms NXT и Lego Mindstorms EV3.
Lego Mindstorms EV3– это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.
С помощью этих наборов можно организовать высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, моделированию и автоматическому управлению. Различные языки программирования графическими элементами помогают мыслить логически и рассматривать вариантность действия робота. Обработка информации с помощью датчиков и настройка датчиков дают представление о различных вариантах понимания и восприятия мира живыми системами.
Конструирование развивает логику, моторику, мышление, а также способствует развитию творческого мышления, ведь без этого не придумаешь новых разнообразных по конструкции роботов-помощников человека.
Историческая справка
Посмотрим, какие роботы уже служат людям на кухне.
Робот Mycook – незаменимый помощник на современной кухне
Кухонный робот вобрал в себя все лучшее от привычной бытовой техники. Это уже не просто инструмент, а самый настоящий помощник: умный, умелый и расторопный.
Кухонный робот Mycook – современное устройство, которое способно заменить до тридцати кухонных приборов, приспособлений и посуды. Он может выполнять примерно пятьдесят различных операций по приготовлению пищи: варить, готовить на пару, взвешивать, жарить, пассировать, тушить, взбивать, замешивать тесто, кипятить, резать, шинковать, растирать и т.д.
Главной задачей робота Mycook является освобождение времени, которое обычно тратится на приготовление пищи, а также обеспечение здоровым и разнообразным питанием всю семью. Изделие довольно компактное, благодаря ему можно избавится от большого количества посуды и других приборов.
- Однорукий робот Flippy самостоятельно переворачивает булочки и мясо для гамбургеров в закусочной CaliBurger в калифорнийской Пасадене. Робот не предназначен для замены кого-либо из персонала закусочной, его задача — стать людям надёжным помощником, способных разгрузить их от однообразной работы. Робот обжаривает булочки и мясо и даёт сигнал людям, когда в бургер следует добавить другие топпинги.
Приобретение одного робота обходится в $60 тысяч
Двурукий робот-повар Moley заменит хозяйку на кухне
Робот-шеф-повар, управляемый со смартфона, способен готовить вкусную еду по рецептам из Интернета. Звучит как научная фантастика, но это уже реальность. Такой робот разработан победителем конкурса шеф-поваров в 2011 году Тимом Андерсоном, и в настоящее время выставлен на выставке робототехники в Ганновере.
Обучение робота происходит без занудного программирования, шеф-повар просто готовит на кухне, точной копии роботизированной, под камеру с захватом движения, а робот повторяет все его движения и самообучается.
Андерсон утверждает, что сам поражён результатами работы, он не ожидал, что получится настолько хорошо. "Это начало чего-то действительно значимого, абсолютно новая возможность готовки хорошей и вкусной еды, возможность попробовать кухни всего мира. Очень захватывающе."
Два роботизированных манипулятора подвешены над кухонной плитой, духовкой, рабочей поверхностью и раковиной. По ловкости роботизированные руки не уступают человеческим. Робот работает так же быстро, как профессиональный шеф-повар, покорно подчиняясь командам с iPhone.
Робот умеет обращаться практически со всей кухонной утварью и техникой, искусно копируя движения человека. Например, приготовление супа-пюре из морепродуктов у него занимает меньше 30 минут. Помимо приготовления блюд, повар робот со временем станет мыть посуду, «отправляя» ее не в раковину, а в посудомоечную машину.
Значит, это уже не фантастика, а реальность. Повар робот не уступает человеку по ловкости, мгновенно откликается на посылаемые с Айфона команды. Но, профессиональные повара, скорее всего, не желающие иметь конкурента, утверждают обратное – вроде бы повар робот не столь ловкий, как говорят разработчики: хотя он справляется отлично с нарезкой и измельчением продуктов.
Робот будет готовить ваши блюда как настоящий шеф-повар. И как бы вы ни были хороши, робот всё равно сможет лучше.
I. Организационный этап
• знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3
• изучение основ программирования
II. Этап реализации проекта
• разработка механизма робота на основе конструктора Lego Mindstorms EV3.
• составление программы для управления роботом в среде Lego Mindstorms EV3
• тестирование модели робота, устранение дефектов и неисправностей.
III. Заключительный этап
• демонстрация модели робота
На ступени реализации организационного этапа мы изучили:
• основные компоненты конструкторов LEGO;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• виды имеющихся датчиков и принцип их работы;
• основные приемы конструирования роботов;
• конструктивные особенности различных роботов;
• как передавать программы в EV3;
• как использовать созданные программы;
• приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.).
На этапе непосредственной реализации проекта мы занимались разработкой механизма робота на основе конструктора Lego Mindstorms EV3.
При разработке проекта были рассмотрены несколько вариантов модели:
1. Была проведена модернизация ходовой части робота (конвейера), оснащена двумя мощными сервомоторами, а так же применили гусеницы.
3. В доработке нуждался рабочий захватывающий механизм, выполняющий функцию погрузчика. Для того чтобы «руки» поднимались и опускались плавно, модель усложнили вспомогательной зубчатой передачей.
Продумав все конструкционные элементы, я приступил к конструированию модели БУТЕР-робота помощник а.
Для создания модели робота – помощника я использовал:
• конструктор LEGO Mindstorms EV3
• программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3
В таблице приведены основные блоки и их использование в проекте
Для чего используется
Служит центром управления и энергетической станцией для робота
Средний мотор также имеет встроенный датчик вращения (с разрешением 1 градус), но он меньше и легче, чем большой мотор.
позволяет запрограммировать точные и мощные действия робота
Сборку робота я начал с ходовой части, которую я решил собрать в виде конвейера на гусеницах. Мое роботизированное устройство состоит из движущейся по горизонтали платформы, на которой находится нужный нам продукт. Над платформой расположен сервомотор, который приводит в движение (по вертикали) устройство, выполненное по типу катапульты. При нажатии сенсора запускается работа БУТЕР - робота. Платформа с хлебом перемещается, а в это время сверху опускается нужный продукт.
Принцип работы конструкции
Основа работы робота - принцип погрузчика, поднимающего и опускающего на балках – «руках» предметы. Эта работа осуществляется за счет сервомотора. Вспомогательная зубчатая передача дает возможность поднимать и опускать предметы. Ходовая часть осуществляется за счет двух сервомоторов и гусениц, насаженных на колеса. Работу колес фиксируют закрепительные балки.
Для осуществления многофункциональной работы на роботе установлена система датчиков:
- два ультразвуковых датчика
С помощью датчика цвета осуществляется избирательное поведение робота, реагируя на цвет, робот осуществляет определенные операции с предметами.
Программа для управления роботом была составлена в среде Lego Mindstorms EV3.
Протестировали эту модель робота, нам она показалась слишком простой. Мы решили ее усовершенствовать. Очень сложная задача – составление и изменение программы. Вид БУТЕР-робота можно увидеть в приложениях: Фото 1 БУТЕР- робот.(Приложение 1) ,Фото 2 Вид сверху (Приложение 2)
Ну, вот и получилась машина, которая была в наших фантазиях. Она может двигаться во всех направлениях.
Теперь нужно протестировать ее работу.
В результате работы над проектом нам удалось создать робота, который помогает на кухне в приготовлении бутербродов
Читайте также: