Проектная работа по робототехнике на тему:

</ «Изучение механизмов движения на основе конструктора Lego Mindstorms»

Краткая аннотация

В данной работе рассмотрены процессы передачи движения и преобразования энергии в машине на основе исследования конструктораПервоРобот LEGO Mindstorms. В работе описаны простые механизмы движения, применяемые в моделях конструктора, исследованы приёмы изменения скорости и направления движения. Изученные механизмы передачи движения применены при сборке моделей конструктора и представлены на выставке робототехники.

Результаты могут быть использованы на занятиях робототехники с конструктором ПервоРобот LEGO Mindstorms., а также для презентации опыта по внедрению робототехники во внеурочную деятельность младших школьников.

План работы

Введение

1. «Изучение механизмов движения на основе конструктора

LEGO Mindstorms.»

2. Выставка моделей из конструктора ПервоРобот LEGO Mindstorms.

3. «Мы - исследователи» - фото-коллаж

Вывод

Список литературы и источников

Введение

Одна из любимых детских игрушек - конструктор ЛЕГО. Мы строим из него дома и замки, машины и самолёты, целые лего-города!

Но как сделать так, чтобы наши машинки бежали, самолёты - летели, а игрушки - вращались, двигались, издавали звуки?

Мы решили понять это, изучая механизмы движения на основе конструктора ПервоРобот LEGO Mindstorms..

Тема нашей исследовательской работы: Изучение механизмов движения на основе конструктора LEGO Mindstorms..

Заинтересовавшись изучением механизмов передачи движения в нашем конструкторе, мы поставили целью своей работы: изготовление моделей, с помощью которых можно наблюдать и изучать процесс передачи движения и преобразования энергии в машине.

Для достижения цели мы сформулировали следующие задачи:

1. Познакомиться с конструктором LEGO Mindstorms. и его программным обеспечением.

2. Пользуясь технологическими картами конструктора, исследовать, собрать и испытать простейшие механизмы движения: мотор и ось, систему зубчатых колёс, ременную передачу, червячную зубчатую передачу движения.

3. Исследовать способы изменения скорости и направления вращения, а также изменение угла вращения.

4. Собрать, запрограммировать и испытать действующие модели игрушек на основе изученных механизмов движения.

5. Организовать выставку моделей LEGO Mindstorms..

Предмет исследования - процессы передачи движения.

Объект исследования - механизмы и детали конструктора ПервоРобот LEGO Mindstorms..

Гипотеза: если мы применим механизмы передачи движения и преобразования энергии к конструируемым моделям, то они придут в движение.

Изучение механизмов движения на основе конструктора LEGO Mindstorms..

Слайд 1.

Изучение механизмов движения мы начали с самого важного устройства - мотора.

Чтобы мотор приводил в движение предмет, вставим в мотор ось, а на ось наденем наше колесо.

Кабель, идущий от мотора, подсоединим к USB ЛЕГО-коммутатору, который присоединим к USB компьютера с установленным программным обеспечением ПервоРобот LEGO Mindstorms..

Составим программу, чтобы завести мотор по часовой стрелке. Энергия компьютера передаётся на мотор. Мотор включается и вращает ось, а значит, и колесо на оси. С помощью программы мы можем изменить направление движения мотора. Можем задать ему скорость.

Слайд 2.

Но мотор один, а что если мы захотим заставить вращаться несколько предметов?

Тогда для передачи движения можно использовать систему зубчатых колёс. Для этого установим на оси зубчатые колёса так, чтобы одно цеплялось зубьями за другое. Ведущее зубчатое колесо будет работать от мотора. Ведомое сцеплено с ведущим, которое заставляет его вращаться. А значит, и приводит в движение ось, вставленную в него. Теперь вращаются 2 колеса. Такая передача движения называется зубчатой. Но заметьте: вращаются они в противоположные стороны и с одинаковой скоростью.

Как же заставить их вращаться в одном направлении?

Для этого установим между ними промежуточное зубчатое колесо так, чтобы оно сцеплялось с обоими крайними колёсами. Оно работает как холостое и используется только для изменения направления движения.

Мы можем регулировать скорость движения наших колёс, направление их вращения: по часовой стрелке или против. Теперь большие зубчатые колёса будут вращаться в одном направлении, но с одинаковой скоростью, ведь они одного диаметра.

Слайд 3.

А что же сделать, чтобы заставить наши колёса вращаться с разной скоростью? Как увеличить скорость вращения второго колеса?

Давайте поставим вместо него колесо меньшего размера. Теперь мы видим, что большое зубчатое колесо вращается медленнее - у него 24 зуба, а маленькое - быстрее, ведь у него зубьев всего 8. Значит за один оборот большого колеса маленькое повернётся 3 раза. Скорость увеличилась!

Можно и снизить скорость вращения, поменяв местами большое и малое зубчатые колёса.

Слайд 4.

Вместо зубчатых колёс в наших конструкциях мы попытались использовать шкивы и ремни.

Первый шкив будет вращаться от мотора - он ведущий. Второй шкив, надетый на другую ось, сам вращаться не может.

Соединим их ремнём и включим мотор.

Шкив, насаженный на ось мотора, начинает вращаться. Он вращает ремень. Ремень вращает второй шкив.

Заметьте, вращаются они с одинаковой скоростью, потому что они одинакового диаметра, и в одном направлении.

С помощью программы мы можем менять направление движения по часовой стрелке и против. Можем менять и скорость вращения шкивов, как это было с зубчатыми колёсами.

Такая передача движения называется ременной.

Слайд 5.

Чтобы заставить шкивы вращаться в разных направлениях, надо перекрестить ремень.

Перекрёстная ременная передача заставит наши шкивы врашаться в противоположных направлениях.

Мы можем поставить шкивы разных размеров, и тогда они будут вращаться с разной скоростью. Можем добиться повышения скорости, а можем наоборот - её снижения.

Слайд 6.

Чтобы изменить угол вращения, мы можем использовать коронное зубчатое колесо. Оно ставится под углом 90 градусов к обычному зубчатому колесу и сцепляется с ним для передачи движения.

Рассмотрим ещё один способ передачи движения. Это червячная зубчатая передача.

Если мы захотим собрать движущуюся тележку, то будем использовать именно её.

Конструируем коробку передач: вставляем внутрь прозрачного корпуса червячное и зубчатое колесо так, чтобы они были в зацеплении. Надеваем её на ось мотора. Теперь перпендикулярно вставляем вторую ось и надеваем на неё колёса.

Червячное колесо вращается гораздо быстрее зубчатого. Оно снижает скорость зубчатого колеса и меняет направление оси вращения. Обратите внимание, что оси вращения червячного и зубчатого колеса взаимно перпендикулярны.

Вывод:

Изучив способы передачи движения в механизмах, мы попробовали применить их при конструировании моделей игрушек. У нас получилась выставка, которую мы представляем на страницах нашей работы.