Młody inżynier robotyki

Młody inżynier robotyki
Narzędzia pracy
Klocki LEGO MINDSTORMS NXT
Oprogramowanie służące do programowanie kostki programowalnej robora
LEGO Mindstorms Nxt v2.0
LEGO Digital Designer - program przeznaczony do tworzenia
komputerowych modeli
z klocków LEGO
Klocki – pierwsze spotkanie
•
LEGO Mindstorms to zestaw
zawierający programowalną kostkę
LEGO, serwomotory, sensory dotyku,
kolorów, dalmierz ultradźwiękowy oraz
zestaw klocków Technic.
Klocki – pierwsze spotkanie
•
Mindstorms to połączenie LEGO
Technic i komputera. Klocki to nie
tylko zabawka – to potężne
narzędzie w rękach inteligentnego
konstruktora.
Klocki – pierwsze spotkanie
•
Mindstorms to połączenie LEGO
Technic i komputera. Klocki to nie
tylko zabawka – to potężne
narzędzie w rękach inteligentnego
konstruktora.
Podstawowe typy klocków
Klocek belka
•
Podstawowy klocek konstrukcyjny – belka, posiada nieparzystą liczbę oczek od 3 do 15
Osie
•
•
Służą m.in. do konstrukcji elementów ruchomych
Są różnych długości, ich długość będziemy odróżniać porównując je do zwykłych
belek:
Czarne – odpowiada parzystej liczbie oczek
Szare – odpowiada nieparzystej liczbie oczek
Piny (kołki)
•
Do tworzenia konstrukcji ruchomych:
- kołek ślizgowy
•
Do tworzenia konstrukcji nieruchomych:
- kołek cierny
Inne:
•
•
Potrójne piny
- sztywne
Dystanse:
- długie
- krótkie
- ruchome
Inne:
•
Piny z krzyżykiem
•
Ślimak
Kwadrat
Trójkąt równoboczny
Koła zębate (zębatki)
•
Duża
•
(24 zęby)
Mała
(8 zębów)
Przekładnia mechaniczna
•
Mechanizm służący do przenoszenia energii, zazwyczaj wraz ze zmianą prędkości
obrotowej i momentu
Przekładnia zębata równoległa
Kręcimy dużym kołem i liczymy obroty małego
Współczynnik przełożenia
•
•
Jak obliczyć współczynnik przełożenia ?
•
U nas:
N = 24 / 8 = 3
Liczymy ilość ząbków na kole większym i
dzielimy ją przez ilość ząbków na kole
mniejszym.
Przekładnia złożona równoległa
Przekładnia złożona równoległa z ramionami
Ile tym razem zyskujemy obrotów kręcąc dużym kołem
•
•
Każda para przełożeń (miejsca gdzie stykają się zębatki) to zysk 3 razy
Aby obliczyć ostateczny współczynnik takiej przekładni złożonej przełożenia
mnożymy przez siebie współczynniki przełożeń z kolejnych przekładni
pojedynczych:
•
3*3=9
Przyczyny zastosowania przekładni
Funkcjonalne:
•
•
•
konieczność dostosowania
prędkości obrotowej napędu do
maszyny roboczej,
zmiana kierunku obrotów
maszyny,
wymagany jest większy moment
niż jest w stanie wytworzyć silnik
Przyczyny zastosowania przekładni
Konstrukcyjne:
•
•
konieczność przeniesienia
napędu na pewną odległość
(silnik musi być oddalony od
układu roboczego),
zmniejszenie gabarytu maszyny
poprzez ustawienie równoległe
silnika
i układu roboczego
Przyczyny zastosowania przekładni
Ekonomiczne:
•
•
możliwość zastosowania
jednego układu napędowego do
kilku układów roboczych,
możliwość zastosowania
tańszego silnika z przekładnią
wielostopniową dla uzyskania
większego zakresu prędkości
maszyny roboczej
Przekładnia kątowa I
Przekładnia kątowa II
Przekładnia kątowa III
Przekładnia kątowa IV
Klatka
Klatka z przekątną ściany bocznej
Przekładnia ślimakowa
•
Przekładnia składająca się z koła
zębatego i ślimaka (wirnika
śrubowego)
Przekładnia ślimakowa I
Przekładnia I ulepszona
Własności przekładni ślimakowej
•
•
Czy można kręcić dwoma ramionami?
Nie, ramię z zębatką jest zablokowane można kręcić jedynie
tym ze ślimakiem
•
•
Ile obrotów ślimakiem da jeden obrót zębatką?
8, czyli tyle ile zębów ma zębatka
Współczynnik przełożenia
przekładni ślimakowej
•
Przekładnie ślimakowe mają bardzo duży współczynnik przełożenia gdyż w
obliczeniach ślimak traktuje się jako koło zębate z jednym ząbkiem. Mając więc
przekładnie ślimakową mającą ślimacznice (koło zębate przyłożone do wirnika
śrubowego) złożoną np. z 8 ząbków to N = 8 / 1 = 8.
Przekładnia ślimakowa II
Przekładnia ślimakowa II z ramionami
Przekładnia ślimakowa z zębatkową
Obliczmy, ile tym razem musimy kręcić ślimakiem, aby
otrzymać jeden obrót końcowej zębatki?
Aby obliczyć współczynnik przełożenia dla tego modelu musimy zauważyć, że mamy
dwa styki zębatek
-
ślimak – zębatka 24 zębna (N = 24),
-
3* 24 = 72
zębatka 8 zębna – zębatka 24 zębna (N = 3)
Koła
Mechanizm różnicowy
Mechanizm różnicowy (przekładnia różnicowa, dyferencjał)
Mechanizm różnicowy (przekładnia różnicowa, dyferencjał)
Mechanizm różnicowy
w pojazdach ma za zadanie kompensację różnicy
prędkości obrotowej półosi kół osi napędowej podczas
pokonywania przez nie torów
o różnych długościach
Pierwszy robot
Tryb przewodnika po budowaniu – instrukcja obsługi
Klocek NXT
•
Klocek NXT, lub po prostu NXT, jest
niewielkim komputerem, który kontroluje
silniki i sensory, dzięki czemu robot może
samodzielnie wykonywać zadania.
Typy przewodów
Podstawowy zestaw roboczy składa się z trzech typów przewodów:
-
krótkiego (20 cm),
czterech średnich (35 cm),
dwóch długich (50 cm).
Sterowanie za pomocą przycisków klocka NXT