Мечты сбываются – робот Lego MindStorms NXT

Содержание

DIY: Роботизированная рука на базе LEGO Mindstorm NXT. Пошаговая инструкция по созданию

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

В данной инструкции мы расскажем вам, как можно построить самостоятельно роботизированную руку с комплектом Lego Mindstorms NXT. На самом деле, в этой инструкции автор хотел сделать штатив для своей камеры. Но это оказалось трудным заданием. После нескольких экспериментов автору удалось сделать простую роботизированную руку.

Если вы также хотите построить это устройство, вам необходимы:

  • комплект Lego Mindstorms NXT
  • компьютер
  • свободное время.

Есть только два правила, которым вы должны следовать при строительстве любого робота:

  1. Не усложняйте ничего!
  2. Следуйте указаниям с точностью.

    Основа, вероятно, является самой простой частью робота. Это всего лишь платформа для стационарного положения робота. Вы должны убедиться в том, что она длинная и достаточно широкая. Центр тяжести должен находиться где-то на верхней части основы, если это возможно, в середине.  В другом случае, робот упадет.

    Основа состоит из несколько деталей, которые поддерживают робота. Более сложные роботизированные руки имеют двигатели в основе. Эти двигатели перемещают руку, не двигая себя. Как правило, основа имеет двигатель, который вращает руку, но данная рука вращается сама.

    Вы можете быть гораздо более творческими со строительством робота, чем демонстрация в этой инструкции.

Шаг 2. Модуль вращения:

Это один из редких роботов, которые строятся из модулей. Данная рука робота состоит из трех модулей, один из которых является модулем вращения.

Это очень простой механизм. Он вращает руку влево и вправо, и поддерживает два других модуля. Он основан на суставе Matthias Paul Scholz вращения на 90 градусов

Шаг 3. Модуль наклона:

Второй модуль является модулем наклона. Он расположен на вершине “модуля вращения”. В принципе, у вас есть большое зубчатое колесо  и небольшой механизм, который вращается вокруг большого колеса. Передача составляет 1:10. Таким образом, рука может вращаться очень точно.

На вершине этого модуля есть небольшая платформа, на которую крепится захват-коготь, но об этом мы расскажем позже.

Установка двух модулей вместе не может быть проще. Они удерживаются вместе с помощью одного вала-оси, вокруг которого вращается модуль наклона. Рука может наклоняться почти на 90 градусов, что является существенным показателем.

Шаг 5. Установка датчиков и проводов:

Вам придется использовать три датчика: датчик света, сенсорный и звуковой датчики.

Датчик света (порт 3) находится на захвате и позволяет роботу знать, если ли на полу шарик, или нет (он также может распознать цвет шарика). Два других датчика расположены на платформе модуля наклона. Сенсорный датчик (порт 1) служит своего рода кнопкой для прикосновения, в то время как звуковой датчик (порт 2) измеряет уровень шума (вы можете давать роботу команды хлопками).

Теперь вам нужно подключить провода к роботу. Вы должны убедиться, что провода не мешают движениям и функциям робота. Вы должны также рассмотреть длину проводов для каждого датчика или двигателя.

Провода:

  • сенсорный датчик -> порт 1
  • датчик звука -> порт 2
  • датчик света -> порт 3
  • модуль вращения -> порт A
  • модуль наклона -> порт B
  • захват -> порт C.

Шаг 6. Добавьте блок NXT:

Блок NXT играет жизненно важную роль для роботов Mindstorms NXT, так что вы должны разместить его где-то на роботе (или по крайней мере где-то рядом). В данном случае только два блока держаться вместе – блок NXT и основа робота. Это очень практично, чтобы объект находился на основе робота, так как это делает его более стабильным.

Шаг 7. Приведение робота в порядок. Последние штрихи:

Когда вы будете довольны тем, как робот работает, можете приложить немного усилий касательно внешнего вида робота (только не забудьте первое правило). Как видите, в инструкции для «украшения» робота используются несколько оранжевых блоков, которые поставляются с комплектом NXT, но не используются для основной конструкции. Вы можете проявить больше фантазии в этом пункте.

Шаг 8. Программирование:

Есть 5 языков программирования, которые вы можете использовать: NXT-G (язык по умолчанию), NXC (не совсем C), Robolab, RobotC, pbLua и NXJ. В данном случае был использован NXT-G.
У вас есть свободный выбор программирования, поэтому не будем говорить об этом больше.

Робот готов:

Ваш робот готов.

Источник: http://robot-russia.ru/2016/06/29/diy-robotizirovannaya-ruka-na-baze-lego-mindstorm-nxt-poshagovaya-instruktsiya-po-sozdaniyu/

ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «Создание робота «Мостоукладчик» из конструктора «LEGO MINDSTORMS NXT 2.0»

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ «ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ «ЮНИТЭР»

РУЗАЕВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА

«Создание робота «Мостоукладчик» из конструктора «LEGO MINDSTORMS NXT 2.0»

Выполнил: Садыков Марат Гизарович, 14 лет

Руководитель: Садыков Гизар Фагимович

Введение

Мостоукладчикэто шасси транспортного средства, оборудованное механизмами и устройствами для транспортирования, установки на преграде и снятия с нее мостовой конструкции или мостового блока.

По классификации инженерных воск мостоукладчики относятся к механизированным мостам средств преодоления водных препятствий, рвов, оврагов и препятствий высотой до 3м.. В зависимости от базовой машины мостоукладчики подразделяются на танковые и автомобильные.

Танковые мостоукладчики предназначены для многократной установки однопролётных мостов на препятствие для обеспечения продвижения танковых подразделений.

Грузоподъемность наводимых мостов обеспечивает пропуск по ним всей военной техники, время их установки составляет 2-3 мин, после пропуска обеспечиваемых подразделений они снимаются с препятствия. Это умение военные используют и в мирных целях.

Таким образом, наводят мосты в отдаленных населенных пунктах во время половодья и других стихийных бедствиях.

Танковый мостоукладчик МТУ.Предназначен для механизированной наводки моста грузоподъёмностью 50 т, через препятствия шириной до 11 м, а также через вертикальные препятствия высотой до 2,5 м.Масса – 36 т.Масса фермы – 10 т.Средняя транспортная скорость – 25 км/час.

Время на укладку и снятие фермы – 2-3 мин.

Паспорт экспоната

Габариты робота ” Мостоукладчик “.

Длина – 365мм

Ширина – 180 мм

Высота – 270мм

Вес-1100г.

Вес с мостом – 1260 г.

Скорость движения – 7см/с.

Время наведения моста -7,3 с

Максимальный угол при подъеме в гору – 22 градуса Максимальный угол при съезде с горы – 22 градуса

Боковой уклон – 30 градусов Ширина преодолеваемого препятствия до 350мм.

Высота преодолеваемых препятствий — 20 мм.

Габариты моста. Длина – 400мм.

Ширина – 210мм.

Высота – 35мм.

Вес – 160г.

Краткое описание. Лего робот – мостоукладчик, собранный из набора “LEGO MINDSTORMS. NXT”2.0.

Возможная область применения. Участие в соревнованиях лего – роботов; пример модели (при обучении конструированию из “LEGO MINDSTORMS. NXT” младших школьников), прототип для создания реальной машины.

Оценочная стоимость в рублях. 13000р.

Год создания. 2013г.

ФИО автора, возраст, место учебы

Садыков Марат Гизарович, 12 лет, МБОУ ДОД «ЦДОД «ЮНИТЭР» Рузаевского муниципального района.

ФИО руководителя, должность, постоянное место работы.

Садыков Гизар Фагимович, педагог дополнительного образования, МБОУ ДОД «ЦДОД «ЮНИТЭР» Рузаевского муниципального района.

Цель проекта:

На основе деталей конструктора “LEGO MINDSTORMS. NXT” и различных дополнительных материалов собрать модель «Робот-мостоукладчик».

описание модели “Робот мостоукладчик “

Это универсальный робот – мостоукладчик, собранный из набора “LEGO MINDSTORMS. NXT” 2.0. Он может преодолевать водные преграды и т. д., путем наведения моста.

Порядок работы:

Используя детали конструктора “LEGO MINDSTORMS. NXT” и различных дополнительных материалов собираем модель «Робот- мостоукладчик». Шасси нашего робота я решил сделать по танковой схеме – это улучшает проходимость робота.

Механизм подъема моста на реальной машине гидравлический, а у нас нет таких элементов, поэтому механизм подъема я сделал на основе двухступенчатого редуктора из цилиндрических шестерен (для облегчения режима работы двигателя т.к. рычаг относительно оси вращения большой и большой вес самого моста). Место крепления двигателя нашел опытным путем.

Конструкция моста такая, чтобы его можно было многократно опускать и поднимать. Для предотвращения скольжения моста при подъеме и опускании я установил резиновые детали. В пределах возможностей робота делаем для него трассу и испытываем его (ширина препятствий до 350мм.

, максимальный угол при подъеме в гору – 22 градуса, максимальный угол при съезде с горы – 22 градуса, боковой уклон – 30 градусов). При испытании робота мостоукладчика оказалось, что у него недостаточная устойчивость. Эту проблему устранил путем установки деталей, которые увеличили вес и опустили центр тяжести робота.

С дополнительным грузом можно увеличить длину моста до 500мм, но в этом случае возникают большие нагрузки на шестерни и оси редуктора. На робот мостоукладчик, я установил ультразвуковой датчик, с помощью которого он определяет углубления перед собой, для проезда через которые требуется наведение моста, и при езде по программе или на реальной машине в условиях с плохой видимостью: ночью, в тумане, в дыму и т.д.

Имея дополнительные детали, можно модернизировать (тюнинговать) данную модель.

Робот управляется программой, написанной в среде “LEGO MINDSTORMS.

NXT” При помощи программы, которая есть на диске, идущем в комплекте с набором, составляем программу для робота на языке программирования NXT-G и скидываем в программируемый блок NXT через USB-порт.

Робот может управляться напрямую через ту же самую программу на компьютере, который имеет Bluetooth гарнитуру. Это означает, что его можно программировать через обычный телефон, имея на нем специальную программу.

Заключение

Я, Садыков Марат Гизарович, сделал модель робота – мостоукладчика. Испытания робота показали способность его выполнять весь комплекс работ для машин такого вида, как по программе и так вручную (через Bluetooth).

Источник: https://infourok.ru/proektnoissledovatelskaya-rabota-sozdanie-robota-mostoukladchik-iz-konstruktora-lego-mindstorms-nt-790855.html

Lego Mindstorms Dancing Robot

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

This week our family project with the kids was to build and program a Lego Mindstorms Dancing Robot.

I thought this would be a great exercise in computer programming for the kids because a computer program is just a sequence of instructions, and a dance routine is a series of movements.

Programming a robot to make specific movements in a set order seemed a great way for them to get an immediate visual reward for their efforts.

First, watch the video below to see the robot in action and then read beyond if you want to see more details on how it was all done.

Interested in seeing how this was all put together and trying this project at home? I’ll describe the different phases of the project in more detail below. For our other Lego Mindstorms EV3 projects, check out our LEGO Mindstorms Music Box, LEGO Mindstorms Basketball Robot or our Speedcuber Alarm Clock.

Dancing Robot Build Instructions

The inspiration from the robot design came from one of our favorite EV3 robots on , Ice’s Giant. I wrote about this robot in an earlier post about our favorite Lego Mindstorms EV3 Robots.

I the basic concept for this robot – it uses the two large motors for the legs and the small motor to control the arms. The legs are very stable so that the robot walks well without falling over.

The first challenge that prevented us from using this robot is that there are no good building instructions available.

There is a set of close up photos available that is somewhat helpful and there is an auto-generated instruction set from Lego Digital Designer, but these are not very useful. The second and bigger challenge is that Ice’s Giant was design using the Lego Mindstorm Ev3 Education Set. This uses many components that are not available in our LEGO Mindstorms EV3 Home Edition.

We needed to make many modifications to the robot design to build with the pieces available with our set. This was actually much more fun than blindly following the high quality building instructions provided by Lego.

We built from the Ice’s Giant photos, modifying as needed. Stability was a big priority for this robot because we did not want the robot to fall over or for an arm or leg to detach while doing repetitive dance movements.

For the legs we followed the same construction as much as possible, while enlarging the feet to improve stability. For the upper body, we followed the same concept of using the small motor to move the arms with sensors for hands, but we really had to do a very different design because we had different pieces to work with.

Detailed Build Instructions are now available. Click the link below to download the build instructions.

Dancing Robot Build Instructions

Front viewView from backClose view of outside LegInside of LegBack view

Programming the Robot to Dance

The Lego Mindstorms EV3 software uses a block programming structure where blocks are dragged with the mouse and snap together.

This is similar to the concept used in the popular Scratch programming platform (read more about Scratch here).

Each block we used controls the movement of a motor (one of the legs or the arms), sets a wait time or simple loop, or controls one of the display options of the main brick (facial expression or light).

This was also a perfect project to teach the kids about sub-routines within a program because dance movements are very repetitious. We created two custom blocks – Shake_Those_Arms and Take_Steps. For the Take_Steps block, we were able to learn about passing variables into a sub-routine.

Dancing Robot Top Level ProgramArm Movement BlockTake Steps Block

Click here to download the full Dancing Robot program.

Creating the Video

Once we had fine-tuned the program to move the robot to the song we selected, we were ready to capture it all on video.

We chose to add the music afterwards in the video editor for two reasons – recording quality and the ability to accurately sync the music and the movements.

The robot was already moving very accurately to the music, but it is difficult to start and stop the music at the exact desired time.

Once we had captured the video, we used Windows Movie maker to add the music, add the sound effect of the door opening, and to record narration from a USB microphone. This software is very easy to use and my daughter already had experience using Movie Maker from her Stop Motion Animation project. (Check out our latest family stop motion project, an Exploding Rubik’s Cube).

Windows Movie Maker also provides an easy way to add a title screen, credits, and a closing image to a video which is very nice if you plan to share a video on .

Video Edit with Windows Movie Maker

Please also check out our LEGO Mindstorms Basketball Robot with a fun video and building instructions.

Our latest EV3 project is a Speedcuber Alarm Clock that requires a Rubik’s cube to be solved and scanned by the robot before the alarm will turn off.

We’ve also more recently added a Mindstorms Music Box and a Mindstorms Booby trap the opening scene of Indiana Jones and the Raiders of the Lost Ark.

Check out our Channel and subscribe to keep up with our latest videos.

Tinker Crate Save 30% On Your First Month’s Box

 

Want to keep up with the latest projects and resources from Teach Kids Engineering? You can follow us on and

 

Источник: https://teachkidsengineering.com/lego-mindstorms-dancing-robot/

Знакомство с конструктором Lego mindstorms EV3. Наш первый робот

Мечты сбываются - робот Lego MindStorms NXT

Задача данного курса – познакомить вас с конструктором Lego mindstorms. Научить собирать базовые конструкции роботов, программировать их под определенные задачи, разобрать с вами базовые решения наиболее распространенных задач-соревнований. 

Курс рассчитан на делающих первые шаги в мир робототехники с помощью конструктора Lego mindstorms.

Хотя все примеры роботов в этом курсе сделаны с помощью конструктора Lego mindstorms EV3, программирование роботов объясняется на примере среды разработки Lego mindstorms EV3, тем не менее, владельцы Lego mindstorms NXT тоже могут присоединиться к изучению данного курса, и, надеемся, найдут для себя тоже полезное…

1.1.   Что в наборе? Классификация деталей, крепление деталей между собой, главный блок, моторы, датчики

Давайте начнем знакомиться с конструктором Lego mindstorms EV3. Распечатав конструктор, мы найдем в нем множество разнообразных деталей.

Если вы знакомы с традиционными кирпичиками Lego, но раньше вам не приходилось сталкиваться с наборами Lego серии Technic, ты, возможно, вы будете слегка обескуражены видом непривычных деталей. Однако, разобраться с ними совсем несложно. Итак, условно разделим все детали на несколько категорий.

На рисунке представлены детали, называемые балками (иногда для этих деталей можно встретить название – бим (beam)) Балки исполняют роль каркаса (скелета вашего робота), 

Рис. 1

Следующая группа деталей служит для соединения балок между собой, с блоком и датчиками. Детали, имеющие крестообразное сечение, называются осями (иногда штифтами) и служат для передачи вращения от моторов к колесам и шестерням. Детали, похожие на цилиндры (имеющие в сечении окружность) называются пинами (от англ. pin – шпилька), 

Рис. 2

Представленный ниже рисунок демонстрирует вам различные варианты соединения балок с помощью пинов. 

Рис. 3

Следующую группу деталей называют коннекторами. Их главная задача – соединение балок в различных плоскостях, изменение угла соединения деталей и подсоединение датчиков к роботу.

Рис. 4

Переходим к следующей группе деталей. Шестерни предназначены для передачи вращения от моторов к другим элементам конструкции робота. Как правило, это колеса, но в тоже время шестерни могут широко применяться и в различных конструкциях роботов, не предполагающих вращение. С ними мы непременно еще не раз встретимся при конструировании сложных механизмов.

Рис. 5

Ну и, конечно же, движение в пространстве нашему роботу обеспечивают различные колеса и гусеницы, представленные в наборе.

Рис. 6

Следующая группа деталей несет в себе декоративные функции. С их помощью мы можем украсить нашего робота, придать ему неповторимый вид.

Рис. 7

В набор Lego mindstorms EV3 входят два больших мотора. Моторы выполняют роль мышц или силовых элементов нашего робота. Большие моторы, наиболее часто используются для передачи вращения на колеса, тем самым, обеспечивая движение робота. Можно сказать, что эти моторы выполняют ту же роль, что и ноги человека.

Рис. 8

Один средний мотор, который также входит в набор Lego mindstorms EV3 выполняет роль движущей силы для различного навесного оборудования робота (клешни, модули захвата, различные манипуляторы) По аналогии с большими моторами отведем среднему мотору ту же роль, которую у нас выполняют руки.

Рис. 9

Датчики, входящие в набор Lego mindstorms, представляют роботу необходимую информацию из внешней среды. задача программиста – научиться извлекать и анализировать информацию, поступающую с датчиков, а затем подавать верные команды на моторы для выполнения определенных действий.

Рис. 10

Ну и основным элементом нашего конструктора является главный блок EV3. В этом корпусе заключен мозг нашего робота. Именно здесь выполняется программа, получающая информацию с датчиков, обрабатывающая её и передающая команды моторам.

Рис. 11

1.2.   Собираем робота, с помощью которого будем изучать данный курс

Настало время – собрать нашего первого робота.

На первом этапе конструкция нашего робота будет следующей: 

  • Два больших мотора, для того чтобы мы смогли научить нашего робота поворачивать
  • Два ведущих колеса, на которые будут передаваться усилия моторов.
  • Одно свободно вращающееся колесо или шаровая опора, которая будет придавать устойчивость нашему роботу.
  • Один главный блок EV3, который будет хранить  и выполнять нашу программу.
  • Некоторое количество деталей для придания конструкции законченного вида.

Такой простейший робот называется роботом-тележкой.

Вы можете попробовать поэкспериментировать или собрать робота по предложенной инструкции в зависимости от версии вашего набора EV3:

Как только наш робот будет готов – начнем изучение среды программирования.

1.3.   Знакомство со средой программирования

Первым делом загружаем среду программирования Lego mindstorms EV3. В главном меню программы выбираем: “Файл” – “Новый проект” или нажимаем “+”, показанный на рисунке стрелкой.

Рис. 12

В одном проекте может находиться множество программ.

Для того, чтобы проект корректно загружался в нашего робота необходимо в названии проекта и программ использовать только буквы латинского алфавита! Давайте назовем наш проект lessons (уроки), а первую программу – lesson-1 (урок-1).

Для того, чтобы дать название проекту, воспользуемся главным меню программы: “Файл” – “Сохранить проект как…” Чтобы изменить название программы – следует сделать двойной щелчок мышью на её названии (program) и вписать свое название.

Включим центральный блок нашего робота. Для этого нажмем на центральную (самую темную) кнопку блока. С помощью USB-кабеля, идущего в комплекте с конструктором, подключим робота к компьютеру. Успешное подключение робота отразится на вкладке аппаратных средств программного обеспечения EV3 в правом нижнем углу программы.

Рис. 13

Если подключение робота прошло успешно, то приступим к программированию и создадим нашу первую программу.

1.4.   Наша первая программа!

Давайте научим нашего робота двигаться вперед на определенное расстояние. В нижней части экрана находится палитра программирования, каждому цвету палитры соответствуют различные группы программных блоков.

Выберем зеленую палитру “Действие”. Она содержит блоки управления моторами, блок вывода информации на экран, блок управления звуком и кнопками контроллера EV3 (главного блока).

Выберем блок “Рулевое управление и перетащим его в область программирования (центральная область программы).

Рис. 14

Каждая программа состоит из цепочки блоков, задающих определенное действие или проверяющих различные условия. Каждый блок имеет множество различных параметров.

Первый, оранжевый блок с зеленым треугольником внутри называется – “Начало”. Именно с него начинается любая программа для нашего робота. Второй блок установили мы.

Повторю – он называется “Рулевое управление”. Его назначение – одновременное управление двумя моторами.

Рис. 15

Но, если вы собирали робота по инструкции, предложенной выше, то, наверное, обратили внимание, что в ней отсутствует схема подключения моторов и датчиков. Настало время с этим разобраться. Блок EV3 имеет 4 порта, обозначенных цифрами: 1, 2, 3, и 4.

Эти порты служат для подключения только датчиков. Для подключения моторов служат порты, обозначенные буквами: A, B, C и D. Можно подключать моторы в любые свободные порты, предназначенные для них.

Но в случае управляемой тележки рекомендовано подключать моторы в порты: B и C. Давайте сейчас возьмем два соединительных кабеля длиной 25 см, левый мотор подключим к порту B, а правый – к порту C. Именно это подключение выбрано по умолчанию в блоке “Рулевое управление”.

Специальная кнопка, обозначенная стрелкой, отвечает за режим работы блока. Для первой программы выберем режим: “Включить на количество оборотов”. Значение 0 под черной стрелочкой на блоке означает прямолинейное движение, когда оба мотора крутятся с одинаковой скоростью.

Число 75 задает мощность моторов, чем больше это значение, тем быстрее поедет наш робот. Цифра 2 задает количество оборотов каждого из моторов, на которое они должны провернуться. 

Итак, наша первая программа готова. Загружаем ее в нашего робота. Для этого нажимаем кнопку “Загрузить” на вкладке аппаратных средств и отсоединяем USB-кабель от робота.

Рис. 16

Устанавливаем робота на ровную поверхность. С помощью стрелок на блоке EV3 заходим в папку нашего проекта, выбираем программу lesson-1 и центральной кнопкой блока EV3 запускаем ее на выполнение.

Рис. 17

Источник: https://robot-help.ru/lessons/lesson-1.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.