⚙️ Механика • 💻 Программирование • 🎯 Тестирование
7 класс • Технология • 45 минут
mw285748 • 2025-06-15
🔧 Научимся:
📋 План действий:
Проект → Конструкция → Программа → Тест → Улучшение
Задача робота → Требования к конструкции
🏃 Скоростной робот:
🏋️ Грузовой робот:
🎯 Точный робот:
Центр тяжести и устойчивость:
\[\text{Устойчивость} = \frac{\text{Площадь опоры}}{\text{Высота центра тяжести}}\]📐 Правило: чем ниже центр тяжести, тем устойчивее робот
УСТОЙЧИВЫЙ: НЕУСТОЙЧИВЫЙ:
[●] [●]
┌─────┐ │
│ █ │ │ ← высокий ЦТ
└─────┘ ─┴─ ← узкая база
← широкая база
💡 Практические решения:
Мощность vs Скорость:
\[i = \frac{Z_2}{Z_1} = \frac{n_1}{n_2} = \frac{M_2}{M_1}\]где i - передаточное отношение, Z - число зубьев, n - обороты, M - момент
🎯 Выбор передач:
📊 Примеры:
Подъем грузов: i = 5:1 (больше силы)
Гонки: i = 1:3 (больше скорости)
Точное позиционирование: i = 50:1 (точность)
🚗 Колесная база (дифференциальный привод):
Преимущества:
+ Простота конструкции
+ Маневренность (поворот на месте)
+ Низкое энергопотребление
Недостатки:
- Проходимость ограничена
- Скольжение на поворотах
Математика поворота:
\[R = \frac{L}{2} \cdot \frac{v_L + v_R}{v_R - v_L}\]где R - радиус поворота, L - расстояние между колесами, v - скорости колес
📐 Кинематика руки робота:
Рабочая зона манипулятора:
\[x = L_1\cos\theta_1 + L_2\cos(\theta_1 + \theta_2)\] \[y = L_1\sin\theta_1 + L_2\sin(\theta_1 + \theta_2)\]🎯 Типы захватов:
Алгоритм следования по линии:
error = line_center - current_position
correction = Kp * error
left_motor = base_speed + correction
right_motor = base_speed - correction
📊 Настройка PID-регулятора:
\[u(t) = K_p \cdot e(t) + K_i \int e(t)dt + K_d \frac{de(t)}{dt}\]🚧 Задание 1: “Штурмовик препятствий”
🤖 Задание 2: “Робо-грузчик”
🛤️ Задание 3: “Умный следопыт”
👥 Команды по 2-3 человека
Этап 1: Проектирование (10 мин)
• Анализ задачи
• Эскиз конструкции
• Выбор компонентов
• Распределение ролей
Этап 2: Конструирование (25 мин)
• Сборка механической части
• Установка датчиков и моторов
• Проверка подвижности
• Балансировка конструкции
Этап 3: Программирование (20 мин)
• Создание алгоритма управления
• Тестирование на полигоне
• Отладка и оптимизация
• Финальные испытания
🏆 Критерии успеха:
Цикл разработки:
Идея → Проект → Сборка → Код → Тест
↑ ↓
└─────── Улучшение ←─────────────┘
🎯 Примеры взаимовлияния:
Датчик расстояния:
Поворотный механизм:
Анализ эффективности:
# Время выполнения задачи
efficiency = tasks_completed / time_spent
# Энергоэффективность
energy_ratio = work_done / battery_consumed
# Надежность
reliability = successful_runs / total_runs
🔧 Методы улучшения:
План защиты:
❓ Вопросы для обсуждения:
📊 Анализируем решения:
💡 Универсальные принципы:
3 новых навыка, которые освоили:
2 принципа, которые запомнили:
1 идея для следующего проекта:
📋 Основное задание: Создать эскиз усовершенствованной версии вашего робота:
🌟 Исследовательское задание: Найти примеры реальных роботов с похожими задачами:
✅ Освоили:
🚀 Поняли:
“Успешный робот рождается не в момент сборки, а в процессе многократных улучшений и тестирования”
🔮 Следующий шаг: Изучение продвинутых алгоритмов ИИ для автономных роботов
💡 Вы теперь настоящие инженеры-робототехники!