Конструирование робота — это выбор схемы, механизмов и датчиков под задачу. Механика подчиняется «золотому правилу»: передача, увеличивающая момент, во столько же раз уменьшает скорость.
Что нужно знать
- Структурная схема — блоки и связи; функциональная — функции и путь сигнала.
- Передаточное отношение $u = z_2 / z_1$: момент ×$u$, скорость ÷$u$.
- Момент и сила тяги колеса: $F = M / r$.
- Передачи: зубчатая, червячная (большое замедление, самоторможение), ремённая (гибкость, гашение рывков), цепная, реечная (вращение → прямолинейное движение).
- Жёсткость: треугольные раскосы, двусторонняя опора осей, сдвоенные балки, короткие консоли.
- Датчики: касания, освещённости/цвета (линия), ультразвуковой (расстояние, плохо с мягкими материалами), гироскоп (угол поворота), энкодер (угол вала).
- Сервопривод = мотор + редуктор + датчик положения + обратная связь.
- Манипуляторы: декартов, SCARA, антропоморфный, дельта; мехатроника = механика + электроника + управление.
- Гусеницы распределяют вес по большой площади и лучше проходят рыхлый грунт; колёса быстрее и проще поворачивают на ровном полу.
Где чаще всего ошибаются
- Ожидать от понижающей передачи одновременно большего момента и большей скорости.
- Делать раму из прямоугольников без раскосов.
- Использовать ультразвуковой датчик против мягких поверхностей.
- Путать структурную схему с функциональной.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Робототехнические системы · 10–11 классы · Проектирование и конструирование роботов