Факультет автоматики и вычислительной техники «Лаборатория робототехники» FISCHERTECHNIK Основы мехатроники и робототехники. - презентация

1 Факультет автоматики и вычислительной техники «Лаборатория робототехники» FISCHERTECHNIK Основы мехатроники и робототехники

2 Факультет автоматики и вычислительной техники В основу практических занятий входит: Знакомство с основными принципами механики; Изучение основ алгоритмизации и программирования; Развитие умения работать по предложенным инструкциям; Развитие умения творчески подходить к решению задач; Развитие умения довести решение задачи до работающей модели; Развитие умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности; Подготовка к соревнованиям по робототехнике.

3 Факультет автоматики и вычислительной техники Для обучения применяются : качественные наборы для конструирования- интеллектуальные конструкторы; простое и понятное программное обеспечение – графические языки программирования; интересные учебные проекты и действующие наглядные модели.

4 Факультет автоматики и вычислительной техники Основные элементы интеллектуального конструктора: Датчики это компоненты, с помощью которых можно управлять исполнительными устройствами. Они не выполняют каких-либо действий самостоятельно. Они реагируют на различные ситуации и события и передают информацию в блок управления. Блок управления это сердце системы автоматического управления. Внутри контроллера находится несколько микросхем и микропроцессор. Взаимодействие этих компонентов с компьютером и управляющей программой позволит управлять робототехническими моделями; Исполнительные устройства это устройства, которые могут выполнять какие-либо действия. Они начинают работать, если их подключить к источнику питания электрического тока. Источник питания (блок питания; аккумуляторный блок, компрессор). Согласующие механические элементы (соединительные блоки, валы, муфты, шестерни, редуктор, цилиндр и т.д.).

5 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Микропереключатель Микропереключатель часто называют конечным выключателем. Этот датчик работает так: когда вы нажимаете на красную кнопку – она механически перемещает контакт переключателя, и ток течет между контактами 1 (центральный контакт) и 3. В этот момент электрическая цепь межу контактами 1 и 2 разорвана. Это устройство можно использовать двумя путями: как «замыкатель», как «размыкатель».

6 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Фототранзистор Этот электронный переключатель, который реагирует на свет. Фототранзистор работает следующим образом: когда на него попадает свет (от лампы с линзой), он проводит электрический ток. Если свет не попадает - он не проводит электрический ток. Он используется в световом барьере. Важно соблюдать полярность при подключении фототранзистора: красный = плюс.

7 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Датчик маршрута Датчик маршрута является цифровым инфракрасным (ИК) прибором для определения черной полосы на светлом фоне на расстоянии от 5 до 30 мм. Он состоит из двух светоизлучающих и двух светочувствительных элементов. Для подключения к контроллеру используются два дискретных входа и источник питания 9 В.

8 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Ультразвуковой дальномер Дальномер датчик, измеряющий расстояние между собой и объектом, на который он направлен. Разные дальномеры используют разные принципы для измерений: свет, инфракрасное излучение, радиоволны и ультразвук. Звук распространяется как волна, если на пути распространения звука есть препятствие звук отражается, возникает эхо. Эхо возвращается к источнику звука, принимается приемником и обрабатывается. Временная задержка между передачей и приемом сигнала несет в себе информацию о расстоянии от объекта до датчика. Числовое значение, полученное после преобразования, соответствует расстоянию до объекта в сантиметрах.

9 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Датчик цвета Датчики цвета широко используются в задачах автоматизации, что позволяет системе управления различать разные детали по цвету или цветовой метке, нанесенной на поверхность детали. Датчик излучает инфракрасный свет, который отражается с разной интенсивностью от поверхностей различного цвета. Яркость отраженного цвета измеряется фототранзистором и поступает в аналоговом виде в контроллер. Измеренное значение зависит от яркости окружающего света и расстояния до цветной поверхности. Значение, представленное в диапазоне от 0 до 1023, считывается с аналоговых входов.

10 Факультет автоматики и вычислительной техники 1. Датчики: Термистор Этот датчик используется для измерения температуры. При температуре 20 [°С] его сопротивление составляет 1.5 [к Ом] (1500 [Ом]). Этот прибор обладает отрицательным ТКС (температурный коэффициент сопротивления). Это означает, что его сопротивление снижается с увеличением температуры.

11 Факультет автоматики и вычислительной техники 2. Блок управления: Контроллер Этот блок управляет исполнительными устройствами и обрабатывает информацию, поступающую от датчиков. На лицевой стороне блока управления находится множество разъемов, к которым можно подключать разные устройства. Особое внимание следует уделить интерфейсу Bluetooth. С помощью этого интерфейса вы можете подключить ваш компьютер к блоку управления без кабеля. Также с помощью этого интерфейса можно подключить несколько блоков управления к компьютеру или соединить их между собой. Блок управления опрашивает датчики и воздействует на исполнительные устройства по программе.

12 Факультет автоматики и вычислительной техники 2. Блок управления: Программное обеспечение Для управления моделями нужны программное обеспечение, выполняющее управляющую программу, и устройство, которое подключается к компьютеру и преобразует команды программы в электрические сигналы. Программа ROBO-Pro предоставляет средства для разработки управляющих программ в простом и понятном графическом виде.

13 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: Звуковой сигнал Звуковой сигнал используется, например, для звуковой сигнализации о препятствиях на пути или для подаче сигнала об успешном распознавании цвета.

14 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: Лампа Обычная сигнальная лампа. Обычная лампа на напряжение 9 [В]. Потребление тока примерно 0,1 [А]. Сигнальная лампа с фокусирующей линзой. В этой лампе линза является составной частью лампы и предназначена для фокусирования излучаемого света. Она очень похожа на обычную лампу. Её основание – серого цвета, в отличие от белого основания у обычной лампы. Эта лампа используется в световом барьере. Данные: 9 [В]; 0,15 [А]. Лампа накаливания это источник света, в котором электрический проводник разогревается за счет протекания через него электрического тока, в результате чего он начинает светиться.

15 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: Двигатель Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую. Двигатель приводит модель в движение. Питание двигателя 9 [Вольт] постоянного тока. Максимальная мощность 1,1 [Ватт] при частоте вращения 7000 оборотов в минуту. Сервомотор: На корпусе электромотора кроме клемм для питания имеется еще один разъем. Этот трех-полюсный разъем соединен с энкодером, который расположен внутри мотора. С помощью энкодера можно контролировать частоту вращения мотора. Энкодеры, используемые в сервомоторах в этом конструкторе, генерируют три импульса на один оборот вала электромотора. Так как в сервомоторы встроен редуктор с передаточным числом 25:1 (читается как «25 к 1»), то за один оборот выходного вала редуктора энкодер генерирует 75 импульсов. Мотор XS Электродвигатель с энкодером (сервомотор)

16 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: (Согласующий механический элемент): Редуктор Редуктор подключается к мотору и понижает или увеличивает частоту вращения. Передаточное число при использовании червяка, установленного на валу двигателя, и червячного колеса составляет 64,8:1.

17 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: Электромагнитный клапан Когда на катушку электромагнита (1) подается напряжение, создается магнитное поле, которое заставляет втягиваться сердечник (2). Клапан открывается и воздух от штуцера «P» поступает в цилиндр через штуцер «A». Если напряжение отсутствует, то тогда сердечник усилием пружины (3) подтягивается вверх, и клапан закрывается. Когда клапан закрыт, штуцер «А» соединяется с выпускным отверстием «R». Это нужно для того, чтобы воздух мог выйти из цилиндра.

18 Факультет автоматики и вычислительной техники 3. Исполнительные устройства: (Согласующий механический элемент) Пневматический цилиндр Поршневой шток подвижен и герметичен благодаря уплотнениям в цилиндре. Если вы будете закачивать воздух через штуцер «А», шток будет двигаться. Этот цилиндр может двигаться только в одном направлении, возврат в начальное положение происходит при помощи пружины. Такой цилиндр называется «цилиндром одностороннего действия». Чем сильнее сжат воздух, тем выше давление в цилиндре. Вы можете измерить давление при помощи манометра или посчитать его. Единица измерения «бар» или «Паскаль». Давление = Сила/Площадь или p = F/A

19 Факультет автоматики и вычислительной техники 4. Источник питания : Аккумулятор Всем электронным устройствам из набора для конструирования необходимо электричество для работы. Чтобы подать питание на блок управления и электронные устройства, вам нужен источник питания.

20 Факультет автоматики и вычислительной техники 4. Источник питания : Компрессор Он сжимает воздух и подает его в пневмоцилиндры через распределительные клапаны. В промышленности используется общепринятое название - компрессорная установка. Компрессор (1) (цилиндр с черным поршневым штоком) приводится в действие мотором (2). Когда поршень втягивается, воздух всасывается снаружи через обратный клапан (3). Когда поршень движется в обратную сторону, сжатый воздух нагнетается в ресивер (4). Обратный клапан (3) обеспечивает, запирание воздушной линии. Ресивер обеспечивает сглаживание пульсаций давления и снабжает ваши модели сжатым воздухом. Избыточное давление, производимое компрессором, составляет примерно 0,5 [бар].

21 Факультет автоматики и вычислительной техники Их основное назначение – это исследование окружающей нас среды. Также среди них есть луноходы, марсоходы, а также роботы спасатели. Участие в поисково-спасательных операциях роботы занимают немаловажную роль.

22 Интеллектуальный робот, который будет выполнять различные задачи и самостоятельно ориентироваться в окружающем пространстве. В набор входят датчики, с помощью которых робот может измерять расстояние до препятствий, следовать по линии, измерять температуру, реагировать на свет и многое другое. Факультет автоматики и вычислительной техники Роботы, собранные из этого набора, идеально подходят для участия в любых соревнованиях роботов

23 Факультет автоматики и вычислительной техники Робот-исследователь fischertechnik

24 Факультет автоматики и вычислительной техники Система управления мобильного робота.

25 Факультет автоматики и вычислительной техники Система управления мобильного робота.

26 Факультет автоматики и вычислительной техники Интерфейс и основные блоки среды программирования ROBO Pro

27 Факультет автоматики и вычислительной техники

28

29 Ваши вопросы

30 Факультет автоматики и вычислительной техники Информация на сайте: universitet/obrazovatelnaya-deyatel-nost/tsentr- robototehniki-vyatgu-1.htmlhttp:// universitet/obrazovatelnaya-deyatel-nost/tsentr- robototehniki-vyatgu-1. html ВКонтакте: Заведующий лабораторией: Мокрушин Сергей Александрович. т

31 Факультет автоматики и вычислительной техники Интеллектуальные конструкторы