В данной работе представлены возможности 3D-принтера, моделирование и распечатка детали в трёхмерном пространстве.

Меня зовут Пысин Михаил. Я ученик 6 «А» класса лицея №110 г. Екатеринбурга. Вот уже четыре года я занимаюсь в кружке робототехники в нашем лицее. Участвуя в соревнованиях роботов, занимал призовые места. На занятиях работал с готовыми роботами, и мне захотелось сделать своего робота. Начал с создания детали для уже существующего робота, у которого была сломана нога.

Макаров Никита Андреевич Свердловская область, г. Екатеринбург, МАОУ лицей 110 им. Л. К. Гришиной, 8 "Б" класс, Научный руководитель: Токмакова Наталья Васильевна

Цель работы: проектировка и создание собственного картинга с гибридной силовой установкой

В работе проанализированы характеристики бензиновых и электрических двигателей. Создан примерный вид компоновки всех составных частей будущей модели.

Цель: создание автоматического робота для сбора образцов грунта и складирования их в определенном месте.

Задачи:

узнать о действующих и разрабатываемых планетоходах и планетарных разведчиках, а так же о неудавшихся проектах в этой сфере;

собрать сведения о достижениях в сфере исследования планет Солнечной системы;

создатьработающую модель робота, на данном (первом) этапе - управляемого;

провести испытания по эффективности работы робота;

сделать выводы.

Описание:

Проект состоит из развёрнутого доклада (статьи), презентации и управляемой модели робота. Изучена актуальность темы, собраны сведения о видах исследовательских планетоходов, требования к их устройству, описаны уже созданные (как действующие, так и неработающие) и разрабатываемые исследовательские планетарные аппараты. Описано устройство модели робота, технология изготовления и идеи по улучшению конструкции. Будет представлена рабочая управляемая модель робота.

Автор: Даниил Новик Гимназия №202 8Б Автоматическая взлетно-посадочная платформа «Буран НКМ» для модуля «НКМ-1» с российским микропроцессором. Модуль «НКМ-1» предназначен для проведения экспериментов, в высоких слоях атмосферы в том числе и с невесомостью. Внутри модуля имеется контейнер для груза или для экспериментального блока. Платформа «Буран НКМ» осуществляет автоматический взлет с грузом, в качестве груза может быть модуль «НКМ-1» или другой низкоорбитальный спутник. Взлет происходит с использованием винтов с дополнительным аэростатом, при достижении определенной высоты платформа разделяется и происходит дальнейшее поднятие с помощью аэростата. Часть платформы «Буран НКМ» с винтами приземляется на землю, автоматически на специальную посадочную площадку или по команде в другое место.

Автор: Даниил Новик Гимназия №202 8Б

Автоматическая взлетно-посадочная платформа «Буран НКМ» для модуля «НКМ-1» с российским микропроцессором.

Модуль «НКМ-1»предназначен для проведения экспериментов, в высоких слоях атмосферы в том числе и с невесомостью.

Платформа «Буран НКМ» осуществляет автоматический взлет с грузом, в качестве груза может быть модуль «НКМ-1» или другой низкоорбитальный спутник. 

Основная идея:

Модуль «НКМ-1» доставляется на высоту 5..40 км и после отстыковки падает вниз. Во время свободного падения вниз внутри модуля создается невесомость для проведения экспериментов в том числе и школьниками. Ближе к земле модуль тормозит до безопасной скорости падения и открывает парашют. При падении он может управлять скоростью и направлением,что позволит ему безопасно упасть в заданную точку.

Система управления платформы «Буран НКМ» и «НКМ-1» использует космическую версию российского контроллера «РОБОТОЛОГИЯ» с российским мнонгоядерным процессором. Особенность модуля - широкое применение отечественных элементов и материьялов.
Российское оборудование для проведения экспериментов.

Программирование.
Использован стандартный язык программирования С, российское программное обеспечение.

Взлет происходит с использованием винтов с дополнительным аэростатом, при достижении определенной высоты платформа разделяется и происходит дальнейшее поднятие с помощью аэростата. 

Внутри модуля имеется контейнер для груза или для экспериментального блока.

Часть платформы «Буран НКМ» с винтами приземляется на землю, автоматически на специальную взлетно-посадочную площадку или по команде в другое место.

При автоматическом взлете и посадке платформа «Буран НКМ» использует три системы наведения на взлетно-посадочную площадку, 1 - дальнего радиуса ГЛОНАСС, GPS , 2 - среднего микроволновую, 3 - микроволновую (+ пока секретную систему).

В комплексе три системы обеспечат точную посадку, которую не добиться одной ГЛОНАСС, GPS.

Конечный результат:

Проект предназначен для российских школьников интересующихся космосом и робототехникой.

В реализации проекта также заинтересованы российские промышленные предприятия, так как школьники проводящие космические эксперименты, будут лучше знать космическую технику в том числе российскую. Предприятиям должно быть интересно повысить уровень технических знаний и умений своих будущих работников.

Много школьников будут заниматься освоением российской элементной

Базой , и будут готовить эксперименты для НКМ-1.

Состоится запуск рабочей модели на которой будет произведены эксперименты.

Мы сможем почувствовать эффект после того как российская электроника и робототехника снова станет самой лучшей в мире.

Помощь проекту оказывается:

ООО "УНИКСС"«ROBOTOLOGIA»

ОАО "НПО автоматики Лаборатория робототехники и 3D-моделирования

Проект требует в рамках Семихатовских чтений, поддержки патентной защиты и реализации.

Робототехническая модель (робоавтомобиль, управляемый игровым USB-рулём), иллюстрирующая программное взаимодействие Lego-робота и прикладной программы,написанной на C#

Васильев Тимур, Пакулин Григорий, г. Новоуральск, МАОУ "Лицей № 58", 10 класс

Мы занимаемся робототехникой третий год и уже не раз принимали участие в различных робототехнических соревнованиях. По собственному опыту не можем не отметить усложнение соревновательных заданий "в сторону программирования". Задачи для разработчиков роботов становятся все более сложными именно с алгоритмической точки зрения, с точки зрения программиста.

Кроме того, с развитием элементной базы образовательной робототехники, с совершенствованием микро- и просто электронных деталей постепенно стирается грань между роботом и компьютером. Если фразу "Компьютер – это робот" пока ещё можно произнести лишь с определённой долей натяжки, то, сказав "Робот – это компьютер", не покривишь душой нисколько.

В наших каждодневных исследованиях мы хотим найти ответ на вопросы "Можно ли в образовательной робототехнике вместо программирования роботов перейти на программирование компьютеров"? Как компьютер сделать роботом? Как мобильность и габариты учебных робоконтроллеров совместить с мощностью и производительностью "большого" ПК? Этот наш проект – попытка совместить две большие разницы, две ипостаси одного явления – конструирование и программирование и "подружить" в одной модели компьютер и "тонкого клиента" – робота. А также испробовать свои силы в проектировании мультипроцессорных систем с распределённой логикой.

Общее описание задачи

Наша цель – сконструировать робоавтомобиль на базе контроллера Lego EV3, управляемый оператором (пилотом). В качестве интерфейса управления – игровой манипулятор "руль" (какие используются в компьютерных играх). Требования к автомобилю – это не должен быть обычный робототехнический учебный "бот" с двумя ведущими силовыми колёсами и всенаправленным колесом-подпоркой, но аналог настоящего четырёхколёсного автомобиля с двумя рулевыми колёсами, рулевой трапецией и т.п. Соответственно управляться такой автомобиль должен при помощи рулевого колеса, угол поворота передних "рулевых" колёс должен соответствовать углу поворота рулевого колеса. 

И, чтобы соответствовать тематике чтений, мы предназначаем этот робоавтомобиль для ралли на Луне.

Цель проекта:

Освоение приёмов программного взаимодействия ПК и Lego-робота.

Задачи проекта:

  • -освоение приёмов разработки программного интерфейса ПК к периферийным устройствам, подключаемым по USB (игровой руль)
  • -разработка и практическая реализация протокола управления Lego-роботом по каналу Bluetooth
  • -практическая программная и аппаратная реализация механизма отрицательной обратной связи на Lego-модели робоавтомобиля (контроллер LegoMindstormsEV3)

Конструктивное решение

Собственно конструктив робота не представляет какого-то инженерного прорыва. Из особенностей конструкции можно отметить полный привод на все колёса и два дифференциала (на передние и задние колёса) для большей управляемости и курсовой устойчивости. Для более стабильной и ровной тяги на различных оборотах ведущих моторов решено было сделать два, синхронизировав их вращение программно и на аппаратном уроне (жёстко связанные оси обоих моторов обеспечивают одинаковую скорость вращения вала и повышенное передаваемое усилие).

Передние рулевые колёса поворачиваются за счёт рулевой трапеции (фактически, параллелограмма), вращательный момент передаётся на них через карданный вал. Дифференциалы на передних и задних колёсах перераспределяют нагрузку при блокировании/проскальзывании левого или правого колёс.

Подобная система рулевого управления во многих отношениях хороша и у неё есть свои преимущества, однако при большом количестве соединяемых деталей неизбежные люфты в соединениях не позволяют точно контролировать угол поворота колёс. Это приводит к тому, что фактический угол поворота колёс практически никогда не совпадает с тем, который мы ожидали, отдавая мотору команду "Поверни ось на такой-то угол". Для того, чтобы избежать этого, в конструкции автомобиля мы решили сделать дополнительный мотор, измеряющий фактический угол поворота колёс и программно реализовали динамическое управление поворотным мотором по принципу отрицательной обратной связи.

Программная часть

Как автомобиль "узнает" о том, куда рулит пилот? Мы не стали пытаться присоединить игровой манипулятор непосредственно к Lego-роботу, т.к. не знаем, как на роботе программируются периферийные устройства USB. Вместо этого мы подключили руль к ПК и написали программу, опрашивающую его (руля) положение и передающую команды на робота.

Таким образом, для управления роботом необходимы две программы – одна работает на компьютере, принимает команды управления от джойстика (руля) и по каналу Bluetooth передаёт команды на автомобиль. Вторая программа работает на автомобиле, получает команды от компьютера и в соответствии с ними вращает моторы – маршевые двигатели и рулевой механизм.

Программа для робота

Для программирования Lego-робота, построенного на базе контроллера Mindstorms EV3, применялось штатное программное обеспечение Lego Mindstorms EV3, представляющее собой визуальную среду программирования посредством пиктограмм, соотносящихся с действиями с моторами, сенсорами, а также предоставляющие разработчику (программисту) функционал построения алгоритмических конструкций (циклы, ветвления) и средства для работы с данными (переменные, массивы).

Для приёма команд на роботе использованы штатные средства EV3 для работы с Bluetooth – блок "Обмен сообщениями". Протокол обмена по Bluetoothу контроллера EV3 разработан таким образом, что каждое сообщение при посылке помещается в свой так называемый "Почтовый ящик" (или, иначе говоря, имеет свой заголовок); соответственно, принимающая сторона получает сообщение из нужного "Почтового ящика" (или с нужным заголовком). Так, разработанная нами программа считывает из ящика "power" число – мощность маршевого двигателя и подаёт соответствующее значение число непосредственно на моторы (B+D), а из ящика "stir" – также число - текущее положение рулевого колеса. Это число используется контролирующим поворот алгоритмом в блоке обратной связи.

Собственно механизм обратной связи реализован при помощи обычного пропорционального регулятора, назначенного на контрольный поворотный мотор ("A").

Программа для ПК

Программирование пользовательского интерфейса происходило на языке программирования C# в среде MicrosoftVisualStudio (для операционной системы Windows).

Манипулятор "руль" для прикладной программы представляется обычным джойстиком с некоторым количеством кнопок и аналоговым рычагом, который может принимать произвольное положение в некотором диапазоне значений. Для опроса джойстика использовался вызовы библиотеки winm.dll (часть стандартной поставки Windows), содержащей функции для работы с джойстиком.

Главный вызов, возвращающей структуру состояний кнопок джойстика – функция joyGetPosEx() (название означает "JoystickGetPositionExtended", что можно перевести как "получить позицию джойстика в расширенном формате"). Программно отслеживая изменения созданной нами структуры JOYINFOEX, получающей значения при вызове joyGetPosEx(), генерируются события нажатия на те или иные кнопки, а также для контроля изменения положения руля.

Для коммуникации с контроллером робота (EV3) используется библиотека сторонней разработки EV3Messenger. Можно было обойтись и без неё – при подключении устройства (в нашем случае – робота) по Bluetoothна компьютере создаётся виртуальный COM-порт, ассоциированный с этим устройством и все коммуникации между роботом и ПК компьютер может производить, записывая данные в порт (для языка программирования C# - просто в переназначенный файл) и считывая из него данные, однако у Legoреализован свой замысловатый формат сообщений, передаваемых роботом по Bluetooth, который уже реализован библиотекой EV3Messenger, поэтому её использование оказалось предпочтительнее.

Для обмена Bluetooth-сообщениями в программе создаётся объект "EV3Messenger" и вызывается его функция "SendMessage" для передачи на робота значений "Power" (мощность маршевых двигателей) и "Stir" (положение рулевого колеса).

Помещённые на форме элементы управления – стандартные "бегунки" (TrackBar) служат для визуального контроля положений джойстика. Вначале процесса разработки они использовались преимущественно для отладки программы, но позже решено было оставить их в окончательной версии интерфейса программы.

Заключение

Разработанная нами модель наглядно демонстрирует, что мы достигли заявленной цели – научились программировать взаимодействие робота и ПК, пользователя через джойстик и ПК, а также перераспределять "интеллектуальную нагрузку" робототехнической системы между вычислительными узлами. В нашей модели компьютер осуществляет взаимодействие с пользователем и отсылает команды на робота, а робот при помощи обратной связи сам контролирует/обеспечивает правильность выполнения этих команд.

В лабораторных экспериментах на этот автомобиль мы устанавливали беспроводную видеокамеру и пилот мог управлять автомобилем даже без визуального контакта с ним, а исключительно по изображению с видеокамеры. В дальнейшем мы планируем углублять и расширять наработки в области кибернетических систем, в частности, сейчас работаем над проблемой машинного зрения – как прикладная программа (нашей разработки) может получить изображение с видеокамеры для дальнейшего его анализа.

В действии нашу модель можно увидеть на youtube:

https://youtu.be/MyYaPa6eac0

или скачать его с Яндекс-диска:

https://yadi.sk/i/SsR8m1-9qkFvX

До новых встреч!

В эпоху технического прогресса города стали расти не только вширь, но и вверх. Появилось огромное количество небоскребов, требующих регулярной чистки, которая выполняется только человеческим трудом. Сегодня наш мир нуждается в роботах, которые способны выполнять столь опасную работу. Проект выполнил ученик 11 -Б класса лицея №135 - Коптелов Артем

На сегодняшний день в нашем мире очень много высотных зданий, покрытых стеклянной поверхностью. С каждым годом их становится все больше, а значит проблема загрязнения данных зданий становится все острее. Единственное решение, которое предлагает современный рынок – это промышленный альпинизм. Но подобный человеческий труд очень опасен и не эффективен, поэтому требует немедленной замены.

Для решения этой проблемы такие компании, как HOBOTtechnologyIncи IlshimGlobalCompany создали инновационные бытовые роботы для чистки стеклянных поверхностей. Наилучшими моделями являются: HOBOT-188 и WINDORO соответственно. Но эти роботы предназначены для чистки небольших площадей стеклянных поверхностей, поэтому их не продуктивно использовать на высотных зданиях.

Автор: Летягин Эльдар.

ФГКОУ Екатеринбургское Суворовское Военное училище.

Введение.

Азбука Морзе на сегодняшний день остается одним из самых надежных и распространённых способов шифрования сообщений. Основными её достоинствами являются высокая помехозащищённость и возможность дешифровки сообщений без использования специальных средств. 

Существуют разные методики для её изучения, однако тренажеров для изучения азбеке существует мало. Для решения этой проблемы мы поставили цель: разработать устройство - тренажер для обучения азбуке Морзе.

Устройство было разработано на основе контроллера NXT который на сегодняшний день является одним из самых распространенных среди образовательных учреждений, что позволяет собрать его быстро в любом месте.

Основа устройства - две кнопки для ввода данных. Первая кнопка вводит символ. В зависимости от длительности нажатия это может быть точка или тире. Вторая задает конец ввода слова или сообщения.

Процесс работы с азбукой Морзе отражается как на этапе ввода символов, так и выдавая готовое сообщение после ввода.

Наш проект заключается в том, что бы создать ленту с цветовым шифром, на которой есть квадраты, закрашенные в определённый цвет (красный, синий, белый, чёрный или зелёный), и в которой один ряд из трёх таких квадратов расшифровывается, как один символ. Далее создать устройство, декодирующее эту ленту следующим образом: двигатели вращают валы, которые тянут за собой ленту. Датчики сканируют ряд на ленте, и полученные данные отправляют NXT-Контролеру, который в свою очередь обрабатывает эти данные и выводит результат в виде расшифрованного символа на экран. По мере расшифровки на экране появляется слова и предложения.

Автор проекта: Седых Дмитрий

ФГКОУ Екатеринбургское Суворовское военное училище Министерства Обороны Российской Федерации.


Введение

Существует множество различных шифров, которые позволяют закодировать различную текстовую, числовую, графическую информацию.  В настоящий момент большинство этих шифров известны и достаточно распространены, поэтому многие из них устарели. Вследствие чего, необходимость создания новых шифров является актуальным. Именно поэтому мы решили разработать цветовой шифр и  сконструировать устройство, позволяющее декодировать этот шифр.

Авторы: Бусыгин Никита Сергеевич, ученик 8б класса МАОУ СОШ №5 г. Карпинск, Шевченко Дмитрий Алексеевич, ученик 9б класса МАОУ СОШ №5 г. Карпинск. Научный руководитель: Никитин Алексей Леонидович, педагог дополнительного образования. В данном проекте рассмотрена проблема плохих дорог, ускорение, автоматизация и улучшение качества анализа и оценки дорожного покрытия.

В настоящее время автомобилизация страны получила мощное ускорение, создав немало проблем для дорожно-транспортной сети. Для их эффективного решения в условиях дефицитного финансирования внедрение достижений научно-технического прогресса и передового опыта приобретает большое практическое значение.

В России очень актуальна тема «плохих дорог».Из-за трещин, сдвигов, выбоин, вспучивания, впадин асфальтированного покрытия происходит около 75% дорожно-транспортных происшествий, из них более 130 тысяч аварий, в результате которых погибает более 20 тысяч человек. Россия теряет на плохих дорогах 6-8% ВВП.В нашей стране скорость автомобильных перевозок в два раза меньше, расход топлива в полтора раза больше, стоимость обслуживания в три раза выше, чем в промышленно-развитых странах. Огромное количество средств и времени тратится государством на ремонт дорожного полотна. 

Цель нашего исследования создать машину, которая облегчила бы труд дорожных работников по анализу и оценке состояния дорожного покрытия.

Для достижения поставленной цели мы выдвинули ряд задач:

  • проанализировать экономическую и временнуюсоставляющие традиционной оценки состояния дорожного покрытия;
  • создать роботизированную систему для анализа и оценки состояния дорожного покрытия;
  • апробация данной системы в искусственно-созданных условиях.

Для анализа и оценки состояния дорожного покрытия разработано множество устройств и комплексов позволяющих оперативно и качественно проводит оценку состояния дорожного покрытия:дорожная рейка, дорожное колесо, многоколесная диагностическая станция, программно-аппаратный комплекс видеопаспартизации дорог «СВПД» .

Комплекс АДП-1 не только анализирует состояние дорожного полотна, но и оценивает, сколько материала и времени необходимо будет для ремонта данного участка дороги. Данные сведения будут учтены в центре дорожного строительства, что сэкономит время, которое отводится на ремонт по ГОСТу. Так же наш комплекс облегчит работу дорожных служащих.

Чтобы сохранить дорожное покрытие, спроектировать дорогу или осуществить ее ремонт, инженерам-строителям и специалистам по обслуживанию дорог зачастую необходимы безопасные, надежные и неразрушающие средства, с помощью которых можно оценить состояние дороги.

Первые приборы для оценки состояния дорожного покрытия появились довольно давно, многие из них претерпев некоторое изменения и сегодня используются в дорожном строительстве.

Дорожная рейка - одно из самых распространенных на данный момент устройств оценки состояния дорожного покрытия (Рис. 1). Дорожная рейка представляет собой 3 метровую рейку, изготовленную из алюминиевого профиля с нанесенными на нее делениями и снабженного устройствами для измерения уклонов. Данное устройство является примитивным измерительным устройством, разработанным к моменту развития дорожно-строительных служб, и практически не претерпевшим существенных модернизаций до сегодняшнего момента.

Рис. 1. Дорожная рейка

Данное устройство не позволяет провести объективную оценку состояния дорожного полотна. Оценка состояния дороги с помощью рейки требует непосредственного присутствия сотрудника дорожных служб. Данный метод не является оперативным и требует большого количества трудовых активов.

Дорожное колесо - устройство примитивного типа применяется для измерения расстояний. Данное устройство является примитивным, применяется для определения больших расстояний. Устройство представляет собой колесо, закрепленное на конце трости и оснащенное прибором для подсчитывания количества оборотов совершенное колесом. Процесс измерения предусматривает прокатывание колеса по траектории, расстояние которой необходимо замерить. Данное устройство является примитивным. Оценка состояния дороги с помощью дорожного колеса требует непосредственного присутствия сотрудника дорожных служб. Позволяет провести оценку только одному параметру. Мы попробовали измерить расстояние этим прибором (Рис. 2).

Создание устройств, выполняющих функции распознавания различных объектов, обеспечивает возможность замены человека специализированным автоматом, расширяющим возможности сложных систем, выполняющих различные информационные, логические, аналитические задачи.

Одна из основных проблем развития и применения искусственного интеллекта остаётся проблема распознавания звуковых и визуальных образов.

Цель: создать двигающуюся модель, способную выделять объект и следовать за ним.

Задачи: - изучение задачи распознавания образов и выбор метода;

- сборка и настройка квадрокоптера

- генерация маркера и адаптация программы под него.

- автоматизация квадрокоптера

Задача распознавания может быть в общем виде сформулирована следующим образом: необходимо по обучающей выборке построить решающее правило, позволяющее указать, к 

какому из классов принадлежит объект А.

Уже сейчас распознавание образов плотно вошло в повседневную жизнь и является одним из самых необходимых знаний современного человека.

В ходе работы была разработана действующая модель квадрокоптера, способная выделять объект и осуществлять видеосъемку.

Достигнуты поставленные задачи:

- изучена теория распознавания образов, её история, выбран метод распознавания;

- настроены параметры полетного контроллера и RaspberryPi в специализированной программе;

- сгенерирован маркер и программа адаптирована под него;

- создан проект модели действующего квадрокоптера.

Объявления
Начинается проектный практикум для студентов УрФУ

проектный практикум 2 курса

проектный практикум 3 курса

проектный практикум 4 курса

Молодежный космический форум - 2018 (V Семихатовские чтения)О Форуме-2018 Новое

Школа наставников - 2018 “Как создать проект в новом технологическом укладе” Актуальное

Партнеры:

ИнФО УрФУ - Генеральный партнер в проведении проектной практики в июне-июле 2017 года

Роботология - Российское оборудование для программирования и конструирования роботов

Уральский клуб нового образования - общественная организация, которая разрабатывает и реализует социально-образовательные проекты

Архив событий:

Проектная практика для студентов Института фундаментального образования УрФУСобытие

Молодежный космический форум - 2017 (Четвертые Семихатовские чтения)Конкурс

Выбор темы работы для участия в IV Семихатовских чтенияхО Форуме-2017

Подписка на новости
Контакты

Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

Тел.: +7 (343) 355-93-88

info@cosmoport.club