Проектирование и конструирование роботов: схемы, механизмы и передачи, момент силы, датчики, манипуляторы — тест

Самый большой раздел курса — двадцать два часа — посвящён тому, как превратить идею робота в работающую конструкцию. Сначала схема: из каких блоков состоит система и как они обмениваются сигналами. Затем механика: как сделать конструкцию жёсткой, какую передачу выбрать, чтобы колесо крутилось с нужной силой и скоростью. И наконец «органы чувств» — датчики, без которых робот слеп.

Содержание

Модификации роботов и робототехнических устройств, выбор комплектующих. Структурная и функциональная схема и технология их проектирования. Технология конструирования программируемого устройства, основные узлы, обеспечение жёсткости и прочности. Механизмы и основной принцип механики, исполнительная система, механическая передача, момент силы, элементы мехатроники, виды передач в робототехнике. Элементы теории автоматического и дистанционного управления. Датчики и сенсоры: виды, назначение, применение. Манипуляционные системы.

Задания

Пятнадцать заданий на тридцать минут: отличить структурную схему от функциональной, рассчитать передаточное отношение зубчатой передачи и выигрыш в моменте, выбрать передачу под задачу, подобрать датчик к задаче, объяснить работу энкодера, сопоставить тип манипулятора и рабочую зону, выбрать способ повысить жёсткость рамы.

Пояснения

Разбор объясняет, почему, выигрывая в моменте, передача проигрывает в скорости, почему треугольник в раме жёстче квадрата, почему ультразвуковой датчик плохо видит мягкие поверхности и зачем сервоприводу обратная связь.

Где использовать

Работа подходит после раздела перед переходом к программированию: ученик, уверенно справившийся с ней, сможет сам выбрать передачи и датчики для проектного робота. Расчёты простые, в целых числах, а все примеры взяты из конструкций, которые ученики собирают на занятиях.

Форматы и условия прохождения

Работа доступна и на компьютере, и на мобильном телефоне: интерфейс сам подстраивается под размер экрана. Учитель может задать период, в течение которого доступен тест, поэтому его допустимо выполнять и дома. Для честности предусмотрена защита от списывания: система отслеживает переходы ученика на другие вкладки и в сторонние приложения.