Принцип работы | ROBOMATIC Промышленные роботы и автоматизация производства
В стандартной конфигурации промышленного робота обязательно присутствуют механическая часть (рука) и система управления этой механической частью (контроллер), которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делится на манипуляционную систему с захватным устройством или технологическим инструментом (запястье) и систему перемещения (плечо и суставы руки).
Манипулятор включает в себя подвижные звенья двух типов:
- звенья, обеспечивающие поступательные движения
- звенья, обеспечивающие вращательные перемещения
Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.
Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлические или пневматические приводы.
Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства.
Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть сварочная горелка или клещи, лазерная головка, пульверизатор и т. д.
Система управления манипулятором, как правило, включает в себя несколько уровней:
- Программное управление — управление роботом осуществляется при помощи предварительно написанной управляющей программы, аналогично станкам с ЧПУ.
- Адаптивное управление — роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются, и в зависимости от результатов измерений принимается решение о дальнейших действиях.
- Управление, основанное на методах искусственного интеллекта – может включать в себя алгоритмы технического зрения, алгоритмы поиска и т.п.
- Управление человеком (например, дистанционное управление при помощи специального пульта).
Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом. Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.
Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её.
В процессе работы робот также может взаимодействовать и обмениваться сигналами с другим оборудованием и средствами автоматизации: сенсорными системами, системами технического зрения, программируемыми контроллерами, транспортными системами, оборудованием для сварки и резки и др.
Скорая помощь «роботу»
Скорая помощь «роботу»
Восстановление рабочих параметров
Роботизированные коробки передач являются симбиозом автоматических и механических трансмиссий. Они обеспечивают комфортное управление автомобилем. Практика использования «роботов» выявила их преимущества и недостатки. В их числе заметное влияние износа механики на работу коробки передач. Управление трансмиссией осуществляется бортовым компьютером автомобиля. Это предполагает своего рода обучение коробки робота подчиняться командам управления. Эксплуатация автомобиля приводит к неизбежному износу коробки передач. При этом заводские настройки трансмиссии становятся помехой нормальной работе роботизированного силового агрегата.
Корректировка настроек трансмиссии имеет официальный термин «адаптация». В среде автолюбителей и в автосервисе, эту процедуру назвали «обучить коробку робот». В бортовой компьютер заложены унифицированные алгоритмы переключения передач. Их активация происходит по сигналам входных датчиков, установленных в коробке. По мере износа деталей трансмиссии датчики передают искаженные сигналы. Они могут неверно восприниматься бортовым компьютером. В результате происходят задержки переключения передач, рывки, провалы. Не исключена даже полная блокировка трансмиссии. Единственное решение таких проблем – обучение коробки робота. Процедура по своей сути является перепрошивкой электроники автомобиля, позволяющей восстановить рабочие параметры трансмиссии.
Роботизированная коробка передач – виды, устройство, принцип работы, корректировка настроек
Роботизированные трансмиссии разрабатываются на базе механических коробок передач. Это ставит их в один ряд по уровню ремонтопригодности и другим эксплуатационным характеристикам, облегчающим жизнь автолюбителя. Роботы обеспечивают экономный расход топлива. Им надо меньше трансмиссионного масла. Водитель сам выбирает удобный для себя и/или оптимальный для двигателя режим переключения передач. В настоящее время роботизированные КПП представлены следующими видами трансмиссий. С электрическими и гидравлическими исполнительными механизмами, и с двойным сцеплением.
Электрические механизмы (сервоприводы) есть, например, на автомобилях «Тойота» (MultiMode), «Опель» (Easytronic). Намного большее распространение получили роботы с гидравлическим исполнительным механизмом – Dualogic (ФИАТ), SMG и DCT (БМВ), Senso Drive (Ситроен). Роботизированные трансмиссии с двойным сцеплением S-Tronic (Ауди) и DSG (Фольксваген и Шкода) по принципу действия ближе к АКПП. Коробки с сервоприводом самые «задумчивые». У них продолжительность цикла переключения передач может достигать двух секунд при обычной скорости срабатывания 0,3-0,5 сек. Роботы с гидравликой и двойным сцеплением переключают передачи за 0,05-0,2 сек.
Переключением передач роботизированной трансмиссии в автоматическом режиме занимается бортовой компьютер по сигналам датчиков. Полуавтоматический режим только имитирует работу механической коробки. Здесь роль датчиков выполняет водитель, а исполнительными механизмами (актуаторами) управляет компьютер. Программировать коробку робот при наличии соответствующего оснащения не так сложно. Его предоставляют только в распоряжение СТО, входящих в дилерскую сеть производителя. Приобрести это оборудование для себя нельзя. Корректировка настроек робота необходима не только вследствие естественного износа коробки, но и после любого вмешательства в трансмиссию. Эту процедуру иногда приходится делать и под стиль вождения.
Особенности вождения автомобиля с роботом – дорожные условия, сравнение с другими трансмиссиями
Роботизированная коробка в сравнении с другими трансмиссиями – автоматической, механической, вариатором – сущий младенец. На серийных автомобилях она появилась около 20 лет назад, поэтому ей пока еще присущи «детские болезни». У производителей автомобилей принято программировать коробку робот с учетом обычных дорожных условий и стиля вождения. По этой причине управлять автомобилем с роботом в пробках или в сложных дорожных условиях не так просто. В таких ситуациях водитель должен «чувствовать» машину, что приходит с большим опытом вождения.
Поскольку переключение передач роботизированной трансмиссии происходит медленнее и сказывается на динамических характеристиках автомобиля. Это требует от водителя большего внимания при маневрировании. Неопытные водители и любители агрессивного стиля езды могут легко «сжечь» сцепление, если не обучить коробку робот особенностям вождения. По мнению экспертов, лучшими характеристиками обладают трансмиссии с двойным сцеплением. Они ближе других к традиционным навыкам вождения.
В сравнении с другими видами трансмиссий у робота есть свои преимущества. Он обеспечивает снижение расхода топлива на 7-10% в сравнении с МКПП. Роботу требуется в 3,5-5 раз меньше масла, чем АКПП. Он намного проще, чем вариатор. Однако конструкторам еще есть над чем работать. Необходимо улучшать динамические характеристики. Следует повышать защищенность трансмиссии при езде в сложных дорожных условиях и ее надежность. Сегодня РКПП требует довольно специфических навыков вождения. Поэтому покупатели относятся к таким автомобилям с определенным недоверием.
Процедура обучения коробки робот – обращение за помощью, содержание работ, периодичность
Если с машиной все в порядке, посещение сервиса определяется регламентом ТО автомобиля, стилем вождения и ресурсом сцепления коробки передач. У РКПП в зависимости от модели машины он составляет 100-180 тыс. км. Обычной причиной обращения в автосервис являются ощутимые «провалы» во время переключения передач. К этому приводит износ коробки или нарушения настроек исполнительных механизмов. В случае поломок робота, когда коробка осталась на передаче, автомобилю обязательно нужен эвакуатор. При обращении в автосервис «РАСТО» данная услуга предоставляется бесплатно. Кроме того мы обучаем коробку робот по очень привлекательной цене.
Звоните в любое время на круглосуточный телефон +7 (495) 778-44-45. Заказывайте нужные услуги. Часть из них может быть предоставлена в режиме «скорой помощи». Процедура обучения (адаптации) робота состоит из трех этапов. Она не занимает много времени. Сначала выполняется гидравлическая прокачка сцепления. После этого настраивают работу исполнительных механизмов. На завершающем этапе проводится синхронизация работы всех элементов РКПП и практическая проверка переключения передач. Разумеется, что все операции выполняются под контролем компьютера станции диагностики.
При надлежащем уходе и соблюдении технического регламента вы в полной мере сможете ощутить все достоинства РКПП. Эксплуатационные расходы и траты на ремонт робота несопоставимо ниже, чем у АКПП или вариатора. Автолюбители с хорошим опытом вождения легко определят момент, когда придет время обучить коробку робот. Мы еще раз приглашаем в автосервис «РАСТО» владельцев автомобилей с РКПП. Гарантируем качественное обслуживание по разумным ценам.
Как работает робототехника. Подробное обсуждение того, как робототехника… | Риджул Сингх Малик | Geek Culture
Подробное обсуждение принципов работы робототехники с четкими иллюстрациями.
Photo by Andy Kelly on Unsplash Робототехника — одна из самых популярных отраслей сегодня. Есть ряд компаний, которые работают над робототехникой, и вокруг этой отрасли много шума. Причина, по которой эта отрасль так популярна, заключается в том, что роботы работают лучше (и дешевле), чем люди, в ряде секторов.
В этом блоге рассказывается, как работает робототехника в различных областях. Темы варьируются от того, как роботы работают в обрабатывающей промышленности, до того, как они используются в обороне.
Краткая история робототехники.
История робототехники — это история эволюции. Речь идет о том, как были созданы технологии, заменяющие человека в различных задачах. Термин «робот» ввел чешский драматург Карел Чапек в своей пьесе «R. U.R.». (Rossum’s Universal Robots) в 1920 году. С тех пор роботы сильно изменились, но основная концепция робота осталась прежней. Первоначально слово «робот» использовалось для обозначения гуманоидной машины, способной выполнять задачи, требующие больших человеческих усилий, такие как строительство мостов, рытье шахт и выполнение другой тяжелой работы.
Робототехника — это отрасль технологии, которая занимается созданием, эксплуатацией и применением роботов. Это быстрорастущая отрасль, и как неэндемичные, так и эндемичные игроки вкладывают значительные средства в эту отрасль. Промышленные роботы подразделяются на три категории в зависимости от сферы их применения: общепромышленные роботы, специализированные промышленные роботы и промышленные роботы специального назначения. Промышленные роботы используются в самых разных областях, таких как сварка, покраска, сборка, обработка материалов, упаковка, укладка на поддоны, загрузка и разгрузка машин, резка материалов, формовка материалов и другие. По оценкам, к 2022 году мировой рынок робототехники достигнет 28,5 млрд долларов США, а среднегодовой темп роста составит 90,7% с 2016 по 2022 год.
Робототехника — это инженерная дисциплина, а слово «дисциплина» охватывает все аспекты проектирования, производства и эксплуатации. Во всех случаях основное внимание уделяется автоматизированным машинам, способным выполнять задачу без вмешательства человека. Эти машины могут управляться дистанционно, или могут действовать автономно, используя заранее запрограммированные инструкции, или они могут быть полностью самоуправляемыми, способными выполнять задачи, основанные на их собственном внутреннем программировании.
Что такое робот?
Робот — это машина, которую можно запрограммировать на выполнение повторяющихся задач или движений. Он мог перемещаться из одного места в другое, выполнять определенные задачи или вести себя как человек. Роботы обычно используются для выполнения задач, которые могут быть опасными или сложными для людей, таких как подъем тяжелых предметов, уборка окружающей среды или обезвреживание бомб. Роботы могут управляться дистанционно или могут быть автономными.
Какие существуют типы роботов?
Роботы — великолепные инструменты для бизнеса. Они могут помочь повысить эффективность, улучшить качество обслуживания клиентов и помочь бизнесу двигаться в правильном направлении. Прежде чем пойти и купить робота, вы должны знать несколько вещей о том, как работают роботы! Роботы — это сложные машины, которые обычно делятся на две разные категории: промышленные и бытовые. Промышленные роботы используются в производстве и обычно большие, громоздкие и сложные. Они часто управляются компьютерами и могут использоваться для выполнения очень точных задач. Потребительские роботы меньше по размеру и более универсальны. Ими можно управлять с помощью смартфона или планшета, и они обычно используются для работы по дому.
Что делает робота роботом?
Робот — это машина, способная выполнять задачи, которые обычно выполняются людьми, с помощью электроники, механики и компьютеров. Робот — это автоматизированное устройство, которое использует датчики для обнаружения движения и корректировки собственного движения в соответствии с ним; например, если робот запрограммирован доставлять чашку кофе, он будет искать чашку, брать ее и перемещать в нужное место. Робототехника — это отрасль технологии, которая занимается проектированием, строительством, эксплуатацией и применением роботов. Сегодня роботов можно найти во многих местах, например, на сборочных линиях, где они выполняют опасные или утомительные задачи; или в качестве игрушек, чтобы сниматься в детских видео. Даже в будущем роботы смогут делать многое, например, водить машины, работать с механизмами и даже помогать пожилым людям.
Роботы — это машины, созданные для выполнения определенных задач. Они созданы для того, чтобы делать одно и то же снова и снова, не делая ошибок. Многие роботы управляются компьютерами. Роботы созданы для работы, которую люди делать не хотят. Роботы используются на фабриках, в космосе, медицине и многих других отраслях.
Движение робота
Робот — это машина, которая может выполнять работу человека более эффективно и результативно. Первый промышленный робот был разработан в 19 году.54 Джорджа Девола и Джозефа Энгельбергера. Эта машина была способна поднимать и собирать простые задачи. Первый промышленный робот был известен как Unimate. Первый промышленный робот был огромных размеров и использовался на автомобильных заводах. Современные роботы намного меньше по размеру и различаются по возможностям. Современные роботы способны выполнять сложные задачи в опасных условиях и могут использоваться для выполнения задач, которые чрезвычайно трудно выполнить человеку. В этом блоге мы будем обсуждать, как работает робот.
Если вы новичок в мире робототехники и только начинаете, у вас может возникнуть множество вопросов, связанных с механикой роботов. К счастью, есть несколько отличных руководств по робототехнике, которые помогут вам хорошо понять, как работает робототехника. Эта статья представляет собой полное руководство, которое поможет вам понять, как работает робототехника. Он даст вам краткое представление о различных типах роботов, различных типах движения и различных типах датчиков, используемых в роботах. Он также дает краткий обзор различных типов роботов.
Структура робота
Робот представляет собой электромеханическое устройство, запрограммированное на автоматическое перемещение и выполнение определенных задач. Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», что означает принудительный труд. Термин был применен к современным роботам в 1920-х годах. Существует два типа роботов: промышленные роботы и сервисные роботы. Промышленные роботы обычно большие и используются в производственных процессах. Они используются для обработки тяжелых грузов и выполнения повторяющихся задач. Сервисные роботы используются для выполнения работ в средах, которые слишком опасны для людей, или в местах, где работа людей слишком дорога, например, в открытом космосе или глубоко под водой. В основном существует три типа промышленных роботов: декартовы роботы, портальные роботы и роботы SCARA. Сервисные роботы делятся на две категории: автономные роботы и телероботы. Автономный робот — это полностью самоуправляемый робот. Телеробот управляется дистанционно оператором-человеком.
Существует несколько типов роботов, но все они имеют как минимум эти три компонента. Робот — это система, предназначенная для перемещения, манипулирования объектами и выполнения задач по-человечески. Его можно найти во многих формах, от промышленных роботов, выполняющих производственные задачи, до медицинских операционных роботов и роботов-гуманоидов, таких как усовершенствованный ASIMO от Honda. Роботов можно классифицировать по-разному.
Чтобы робот функционировал, у него должен быть корпус, датчики и приводы. Тело робота легко идентифицировать, потому что это материал, который скрепляет робота. Робот изготовлен из материала, позволяющего роботу двигаться, например из металла или пластика. Тело робота также позволяет роботу делать то, что может делать человек, например ходить, открывать двери и говорить. Датчики используются, чтобы помочь роботу определить свое окружение. Датчики используются, чтобы помочь роботу определить, что делать. Например, если у робота есть датчик, который сообщает ему, горячая или холодная температура. Приводы используются, чтобы позволить роботу что-то делать. Например, если у робота есть мотор, он может двигать руками, чтобы что-то поднять.
Вывод:
Теперь вы можете произвести впечатление на своих друзей-гиков, объясняя роботов простым языком.
Как работает робот? — Урок
(0 оценок)Нажмите здесь, чтобы оценить
Quick Look
Уровень: 5 (4-7)
Необходимое время: 45 минут
Урок Зависимость:
Что такое робот?
Тематические области: Наука и технологии
NGSS Ожидаемые характеристики:
| 4-PS3-2 |
| 4-PS3-4 |
Доля:
TE Информационный бюллетень
Старая учебная программаПривет! Эта учебная программа больше не курируется и не поддерживается. Он может содержать материалы, которые больше не доступны, или устаревшую информацию. Пожалуйста, используйте этот документ для справки.
Вопросов? Мы здесь, чтобы помочь: оставьте нам комментарий.
Резюме
Этот урок знакомит с электричеством, батареями и двигателями с использованием робота LEGO® MINDSTORMS. Соответствующее задание помогает учащимся построить простую установку LEGO и увидеть практическое воплощение обсуждаемых концепций. Прежде чем изучать важность электричества и то, насколько оно важно для движения роботов, учащиеся рассматривают различные электронные устройства, которые они используют в своей повседневной жизни, чтобы понять, как инженеры используют электричество для питания таких устройств, включая роботов. Урок начинается с краткого введения в электричество и работу аккумуляторов. Демонстрация простой электрической схемы показывает, как три основных электрических устройства (зуммер, светодиод и двигатель) приводятся в действие электричеством.Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).
Инженерное подключение
Учащиеся узнают, как электрическая цепь может управлять электрическим устройством, включая концепцию преобразования электрической энергии в батарее в свет (светодиод), звук (зуммер) и механическую энергию (движение двигателя). В этом упражнении учащимся предлагается разработать программу для выполнения конкретной задачи, в которой используются навыки программирования и инженерный дизайн. С помощью этого урока и упражнения учащиеся получат общее представление о том, как работают роботы, и получат представление о том, как инженеры в реальном мире создают такие устройства.
Цели обучения
После этого урока учащиеся должны уметь:
- Объясните, что батарея накапливает энергию, которую можно использовать в качестве электричества для вращения двигателя.
- Объясните, что электрические цепи преобразуют химическую энергию, хранящуюся в батареях, в другие формы энергии, такие как свет, звук и механическая энергия.
- Объясните, почему электродвигатели являются одним из способов приведения в движение частей роботов.
Образовательные стандарты
Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.
Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика;
внутри типа по подтипу, затем по сортам, и т. д. .
NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука
| Ожидаемая производительность NGSS | ||
|---|---|---|
4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока. (4 класс) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв! | ||
| Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату | ||
| Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS: | ||
| Научная и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Концепции раскряжевки |
| Проводить наблюдения для получения данных, которые служат основой для объяснения явления или проверки проектного решения. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! | Энергия может перемещаться с места на место посредством перемещения объектов или посредством звука, света или электрического тока. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Энергия присутствует всякий раз, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение. При таких столкновениях часть энергии обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и возникает звук.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Свет также переносит энергию с места на место.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света. Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! | Энергия может передаваться различными способами и между объектами. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! |
| Ожидаемая производительность NGSS | ||
|---|---|---|
4-ПС3-4. Применяйте научные идеи для разработки, тестирования и усовершенствования устройства, преобразующего энергию из одной формы в другую. (4 класс) | ||
| Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату | ||
| Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS: | ||
| Научная и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Концепции раскряжевки |
| Применяйте научные идеи для решения дизайнерских задач. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! | Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света. Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Выражение «производить энергию» обычно относится к преобразованию накопленной энергии в желаемую форму для практического использования.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничения). Успех спроектированного решения определяется учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения решений можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует заданным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения.Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! | Энергия может передаваться различными способами и между объектами. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Инженеры улучшают существующие технологии или разрабатывают новые.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Большинство ученых и инженеров работают в командах.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Наука влияет на повседневную жизнь.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! |
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология
ГОСТ
Предложите выравнивание, не указанное вышеКакое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Подписаться
Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получить внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!
PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.
Рабочие листы и вложения
Как работает робот? Презентация (ppt)
Как работает робот? Презентация (pdf)
Тест перед оценкой (слайд 2) (pdf)
Викторина после оценки (слайд 16) (pdf)
Ответы на контрольный опрос (слайд 17) (pdf)
Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/umo_robotsandhumans_less2], чтобы распечатать или загрузить.Больше учебных программ, подобных этому
Высший элементарный урок
Как вы делаете циклы и переключатели?
Студенты учатся программировать, используя циклы и переключатели. Используя роботов, датчики и программное обеспечение LEGO® MINDSTORMS®, учащиеся в парах выполняют три мини-упражнения по программированию, используя циклы и переключатели по отдельности, а затем объединяя их.
Как вы делаете циклы и переключатели?
Высший элементарный урок
Что такое двигатель и как работает датчик вращения?
Студенты узнают об электродвигателях и датчиках вращения. Они узнают, что двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую и обычно включают в себя датчики вращения для измерения расстояния. С помощью интерфейса LEGO® MINDSTORMS® учащиеся создают базовую программу для управления мотором, который…
Что такое двигатель и как работает датчик вращения?
Введение/Мотивация
Электричество окружает нас повсюду, и мы ежедневно пользуемся им дома, в школе и на работе. На сегодняшнем уроке вы узнаете о понятии электричества и о том, как оно используется для питания различных устройств с помощью электрических цепей. Затем мы создадим инженерную связь с помощью упражнения, в котором используются концепции конструкции устройства для стрельбы по мячу, в котором вы выполните базовое программирование с помощью роботов LEGO.
Предыстория урока и концепции для учителей
Использование Как работает робот? Презентация (файл PowerPoint) для презентации содержания урока учащимся. Отдельный файл PowerPoint предоставляется для связанного действия NXT Ball Shooter. Обратитесь к руководству ниже, чтобы узнать, как использовать слайды. Заранее сделайте копии оценочных листов до/после, которые встраиваются в файл PowerPoint. Также подготовьтесь к короткой демонстрации, в которой используется макетная плата; см. список материалов ниже. Начните с раздачи листа предварительной оценки на слайде 2 и попросите учащихся заполнить его.
Как работает робот? (Слайды 1-13)
- (Слайд 2) Четыре контрольных вопроса.
- (Слайды 3-6) Познакомить учащихся с понятием электричества, электрического тока и аккумуляторов.
- (Слайд 7) Объясните, что такое электрическая цепь, и покажите видео «Создаем лимонную батарейку» (6:47 минут), используя предоставленную ссылку. Видео показывает использование лимона в качестве батареи и то, как он образует электрическую цепь для зажигания светодиода. Объясните, как электрический заряд перетекает с одного вывода батареи на другой, как показано на видео.
- (Слайд 8) Объясните, как цепь может быть разомкнута или замкнута и что цепь должна быть замкнута, чтобы протекал ток.
- (Слайд 9) Соотнесите понятие электрической цепи и протекания тока, чтобы объяснить, как батарея вырабатывает электричество.
- (Слайды 10-11) Покажите 10-минутную демонстрацию. Перед занятием подготовьте макетную схему, показанную на слайде 11, используя список материалов для демонстрации ниже.
- Получите компоненты и соедините их на макетной плате, как показано на слайде 11.
- Обратитесь к следующим видео на YouTube, чтобы узнать об основах макетных плат (видео 1 и видео 2).
- Если вы не знакомы с электрическими цепями, посмотрите этот подробный видеоклип (rmvb), чтобы узнать, как собрать электрическую цепь на макетной плате. Клип содержит повествование с пошаговыми инструкциями.
- Используйте красные провода для подключения всех положительных клемм устройств и черные провода для подключения всех отрицательных клемм. При хранении схемы оставьте отрицательную клемму аккумулятора неподключенной.
- (Слайды 12-13) Аккумулятор робота LEGO передает питание на двигатель робота.
- (Слайд 13) Обратите внимание, что внутренняя конфигурация двигателя робота LEGO аналогична конфигурации других двигателей, с которыми работали учащиеся.
- Затем проведите соответствующее задание NXT Ball Shooter, чтобы дать учащимся возможность изучить, как электричество используется в роботе.
Список материалов для демонстрации
Компоненты макетной платы, необходимые для демонстрации
- макетная плата, например от Radioshack
- Прямоугольная синяя светодиодная лампа высокой яркости, например, от Radioshack
- Пьезоэлектрический зуммер 76 дБ, например, от Radioshack
- Двигатель постоянного тока (1,5-3В), такой как у Radioshack Соединительный провод
- 22AWG (Примечание: покупайте «твердый» провод, а не «многожильный»), например, у Radioshack .
- Батарейка CR123 3В, например, от Radioshack
Набор LEGO MINDSTORMS NXT с программным обеспечением: Для выполнения задания вам понадобится как минимум один набор на 2-3 учащихся. Один можно использовать для демонстрации классу на уроке.
- Робот LEGO MINDSTORMS NXT, например, базовый набор NXT (5003402) за 159,98 долларов США по адресу https://shop.education.lego.com/legoed/en-US/catalog/product.jsp?productId=5003402& isSimpleSearch=false&ProductLine= NXT
- Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education NXT 2.1, доступное в виде отдельной лицензии (2000080) за 39,97 долларов США или лицензии на сайт (5003413) за 271,96 долларов США по адресу https://shop.education.lego.com/legoed/en-US/catalog/product. jsp?productId=prod120017&isSimpleSearch=false&ProductLine=LEGO+MINDSTORMS+Образование+NXT
- компьютер с установленным ПО NXT 2.1
Связанные виды деятельности
- NXT Ball Shooter — учащиеся узнают, как электричество используется для движения манипулятора робота.
Закрытие урока
Цель состоит в том, чтобы дать учащимся представление об электричестве, электрических цепях и о том, как электричество питает двигатели роботов LEGO NXT. Обратите внимание на то, что батарея является источником питания, используемым для привода двигателей в роботах LEGO, а двигатель, в свою очередь, заставляет робота двигаться. Упомяните примеры из жизни, например, как мобильные телефоны включаются только после зарядки аккумуляторов. В заключение убедитесь, что учащиеся понимают, что электрические устройства обычно преобразуют электрическую энергию в другие формы, такие как свет (светодиод), звук (зуммер) или движение (двигатель).
Оценка
Тест перед оценкой
Перед началом урока проведите предварительный контрольный тест из четырех вопросов (слайд 2), в котором учащиеся записывают свое понимание основ, связанных с электричеством, батареями, двигателями и т.