Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Поделка робот своими руками из подручных материалов — интересные мастер-классы с фото примерами и идеями

В популярной культуре

Ингредиенты для покрытия торта диаметром в 20-22 см

Датчики препятствий

Чтобы наш робот мог ориентироваться и не врезался во всё, мы установим на него два инфракрасных датчика. Самый простейший датчик состоит из ик-диода, который излучает в инфракрасном спектре и фототранзистор, который будет принимать сигнал с ик-диода. Принцип такой: когда перед датчиком нет преграды, то ик-лучи не попадают на фототранзистор и он не открывается. Если перед датчиком препятствие, тогда лучи от него отражаются и попадают на транзистор – он открывается и начинает течь ток. Недостаток таких датчиков в том, что они могут по-разному реагировать на различные поверхности и не защищены от помех — от посторонних сигналов других устройств датчик, случайно, может сработать. От помех может защитить модулирование сигнала, но пока мы этим заморачиватся не будем. Для начала, и этого хватит. 

Делаем плату с МК

В нашем случае микроконтроллер будет выполнять функции мозга, но начнём мы не с него, а с питания мозга робота. Правильное питание – залог здоровья, поэтому мы начнём с того, как правильно кормить нашего робота, потому что на этом обычно ошибаются начинающие роботостроители. А для того, чтобы наш робот работал нормально нужно использовать стабилизатор напряжения. Я предпочитаю микросхему L7805 – она предназначена, чтобы на выходе выдавать стабильное напряжение 5В, которое и нужно нашему микроконтроллеру. Но из-за того, что падение напряжения на этой микросхеме составляет порядка 2,5В к нему нужно подавать минимум 7,5В. Вместе с этим стабилизатором используются электролитические конденсаторы, чтобы сгладить пульсации напряжения и в цепь обязательно включают диод, для защиты от переполюсовки.

Теперь мы можем заняться нашим микроконтроллером. Корпус у МК — DIP (так удобнее паять) и имеет сорок выводов. На борту имеется АЦП, ШИМ, USART и много другого, что мы пока использовать не будем. Рассмотрим несколько важных узлов. Вывод RESET (9-ая нога МК) подтянут резистором R1 к «плюсу» источника питания – это нужно делать обязательно! Иначе твой МК может непреднамеренно сбрасываться или, проще говоря – глючить. Так же желательной мерой, но не обязательной является подключение RESET’а через керамический конденсатор C1 к «земле». На схеме ты так же можешь увидеть электролит на 1000 мкФ, он спасает от провалов напряжения при работе двигателей, что тоже благоприятно скажется на работе микроконтроллера. Кварцевый резонатор X1 и конденсаторы C2, C3 нужно располагать как можно ближе к выводам XTAL1 и XTAL2.

О том, как прошивать МК, я рассказывать не буду, так как об этом можно прочитать в интернете. Писать программу мы будем на Cи, в качестве среды программирования я выбрал CodeVisionAVR. Это довольно удобная среда и полезна новичкам, потому что имеет встроенный мастер создания кода.

Как создавался самый сложный робот

Такого робота создали почти 7 лет назад, и его постоянно дорабатывают, поэтому пока никому не удалось его переплюнуть. Агентство по передовым оборонным научно-исследовательским проектам США (DARPA) совместно с компанией Boston Dynamics разработали человекоподобного робота Atlas. Он отлично ориентируется в пространстве и имеет 28 гидравлических суставов, множество сенсоров и передовую систему управления.

Так выглядел прототип первого робота Atlas

В Boston Dynamics говорят, что изначально роботом управлял оператор, для того, чтобы создать трехмерную карту области передвижения. Однако затем гуманоид смог передвигаться самостоятельно с уже внесенной в его базу информацией об окружении и препятствиях на пути.

Поначалу он и правда напоминал прислужника из «Скайнет» и не мог двигаться без подключения к управляемому компьютеру и электропитанию. Имел рост 190 сантиметров и вес 136 килограмм. Всего пара лет понадобилась разработчикам, чтобы выпустить новую версию робота Atlas, который стал самым сложным роботом на Земле. Сначала они обновили его прошивку, а затем — и все «тело», сделав робота еще больше похожим на человека.

Робот-человек

Если машине предстоит выполнять социальную функцию (например, быть домработницей или собеседником), создатели стараются сделать её гуманоидом или андроидом, то есть человекоподобной машиной.

Эти модели становятся точными копиями реальных людей. Они проявляют эмоции, ведут осмысленный разговор, считывают реакции в общении.

Geminoid DK

Японский киборг, сделанный в 2006 году. Это реалистичная копия Хенрика Шарфа – датского профессора по психологии, а также вообще первый робот с европейской внешностью от азиатских разработчиков. Geminoid DK имитирует жесты, дыхание и общается с посетителями научного центра.

Разработчик киборга, Хироси Исигуро, успел создать ещё одну модель — Geminoid F, которая отличается фотогеничностью и живой мимикой.

Надин

Это социальный робот-компаньон. Гуманоид из Сингапура – копия своей создательницы Надежды Тельман. Задача андроида – стать идеальной сиделкой для пожилых людей или детей-аутистов.

Надин умеет запоминать слова собеседника, распознавать знакомых, подстраиваться под поведение человека. Для лучшей коммуникации Надин даже устроили секретарём на университетский ресепшн.

BINA48

BINA48 – интеллектуальный робот-человек, который уже успел стать легендарным. Гуманоид – копия Бины Аспен. Он сделан для экспериментов в области программирования мыслей. BINA48 выражает около 60 чувств и имеет большой словарный запас.

Живая Бина Аспен обучала машину своей походке, мимике, речевому стилю. Андроид быстро схватывает знания, легко шутит и поддерживает беседы на сложные философские темы, используя реальные воспоминания женщины.

Алгоритм создания робота

Первым делом потребуется подобрать все необходимые детали для сборки робота. Если вы пока не решили, что может понадобиться, смешайте несколько наборов и выбирайте то, что может потребоваться.

Итак, приступим к выполнению инструкции по изготовлению робота из лего. Для начала следует сделать из двух прямоугольников ступни для робота, с которых и будет подниматься все тело.

Далее крепим к прямоугольникам по три квадрата, поднимая ноги. Делаем коленки из прямоугольников, или округлых деталей, которые подойдут в качестве коленей.

Теперь присоединяем к уже готовым ногам по паре кубиков и соединяем ноги прямоугольной деталькой. С этого места можно начинать изготавливать туловище.Таким образом можно сделать и мини-робота из лего.

До грудной части туловище не обязательно делать широким, даже лучше, если оно будет уже, чем грудь.

Кроме того, чтобы сделать грудь более похожей на часть робота, ее делают не только широкой, но и плотной.

К груди крепится голова, которую вы соберете сами или найдете в каком-либо наборе. Далее следует закрепить руки в виде прямоугольников. Если вы хотите сделать боевого робота из лего, то потребуется приделать к рукам пушки.

Строительный мусор

Сроки разложения мусора, остающегося после строительства, поражают. Конечно, многое из строительных отходов можно пустить на вторсырьё. Если рассматривать сроки распада, то некоторые предметы будут жить почти вечно.

Бетон и кирпич

Большого время этот строительным материал не наносит. Бетон набирает половину от максимальной крепости за 28 дней, а остальные 50% — в течение 70 лет. Только после этого он начинает распадаться. Воздействие осадков, температуры, ветровой нагрузки делают своё дело. Тем не менее, период разложения занимает не менее 100 лет. Продолжительность «жизни» кирпича примерно такой же.

Арматура и металл

Минимальный период, в течение которого разрушится структура тонкой металлической арматуры, применяемой при строительстве, составляет 11-13 лет. Первым признаком начинающегося разложения является ржавчина. Через такой же промежуток времени начнут распадаться гвозди, болты, шурупы и другие мелкие скобяные изделия.

Пиломатериалы

Отведенный пиломатериалам срок жизни зависит от их покрытия. Чистые доски, не обработанные пропитками и другими укрывающими составами, способны сохранить свои качества не более 10 лет, потом начнется процесс гниения. Зачастую он ускоряется благодаря жизнедеятельности насекомых, которые разрушают древесную структуру.

Шифер

Период распада шифера начинается уже через 10-15 лет после его выпуска с завода. Однако на эксплуатационные характеристики начало разложения не влияет: шифер, изготовленный с применением асбеста, способен сохранять свои качества до 100 лет. А вот вред он причиняет, особенно человеку. Образующаяся асбестовая пыль засоряет легкие, что может привести к самым серьезным болезням дыхательных путей.

Керамика и стекло

Ученые не пришли к единому мнению, сколько лет перерабатывается стекло. Но его вред окружающей среде минимален. Оно изготавливается из кварцевого песка, который является природным материалом. К тому же, существует множество способов переработки стеклотары.

То же касается керамических изделий, производство которых осуществляется из глины. В чистом виде, период распада керамики составляет более 80 лет. Правда в зависимости от обработки она может пролежать в земле тысячелетиями.

Простой бумажный робот

Чтобы создать поделку робот из бумаги необходимо запастись следующими материалами:

  • схема робота;
  • лист бумаги;
  • ножницы;
  • клей.

Помимо того может понадобится также картон, иголка или шило, фломастеры и резинки для соединения частей.

На схемах можно увидеть несколько типов линий. Разрез ножницами предусмотрен по сплошной линии. Пунктирные очертания предназначены для сгибания бумаги.

При необходимости сделать отверстия, используете иглу или канцелярский нож до вырезания макета. Для наглядного представления готовой игрушки согните все части по пунктирным линиям, как видно на фото поделки робот.

Поделку робот из картона делают так:

  • сделать распечатку схемы на картоне;
  • ножницами вырезать все части схемы, действуя по инструкции;
  • вырезанные детали сгибаем по пунктирным линиям;
  • соединяем необходимые части с помощью клея;
  • делаем сбор всех деталей робота в одну бумажную конструкцию, следуя инструкции.

Как защитить от влаги погреб своими руками

Гидроизоляционная защита подвала предохраняет его от насыщения влагой. Она производится по следующему алгоритму:

  1. Оштукатурьте поверхности стен влагостойким цементным раствором.
  2. Приклейте листовой рубероид к поверхности штукатурки.
  3. Возведите кладку из кирпича, прижав гидроизоляционный материал.

Для гидроизоляции пола насыпьте на поверхность щебеночно-песчаную смесь, уплотните ее до толщины 15–20 см.

Материалы

Существует много материалов, которые вы можете использовать для создания основания. Вы используете все множество материалов для создания не только роботов, но и других устройств. Следовательно вы получите хорошее представление о том, что наиболее подходит для данного проекта.

Список предлагаемых строительных материалов, приведенных ниже включает только наиболее распространенные. Как только вы используете некоторые из них, вы сможете поэкспериментировать с теми, которые не входят в список, или объединить их вместе.

Использовать существующие коммерческие продукты

Вероятно, вы видели школьные проекты, которые были основаны на существующих массовых продуктах. В первую очередь таких как бутылки, картонные коробки и т.д. Это, по сути, «повторное использование» продукта.

Оно может либо сэкономить вам много времени и денег. Хотя и может создать дополнительные хлопоты и головную боль. Есть много очень хороших примеров того, как перепрофилировать материалы и сделать из них очень хорошего робота.

Как и чем перекрыть погреб?

Собственники частных домов для обеспечения сохранности урожая и консервации используют подвальное помещение. Для сооружения не требуется дополнительная площадь, так как погреб располагается ниже уровня почвы в фундаментной части здания

При этом важно выполнить перекрытие погреба с соблюдением правил строительства. Это обеспечит надежность конструкции, позволит поддерживать благоприятную влажность и температуру

Рассмотрим, как сделать перекрытие погреба своими силами.

Робот из фетра

Помимо обычного материала в виде картона, металла или пластика, поделка роботы для детей можно также сделать из фетра. Такая поделка подойдёт для игры маленьким девочкам.

Для создания флисового робота в стиле амигуруми вырезаем из ткани части по размерам:

  • 4,5 см для туловища;
  • 3,5 см для головы;
  • 2,0 см для ног;
  • 1,5 см для рук.

Для любой из частей туловища требуется по 6 квадратов флисовой ткани. По необходимости величину заготовок можно повысить для увеличения размера мягкой игрушки.

Делаем выкройки без припусков. Сшиваем части со всех сторон, применяя сметочный шов. В итоге должен выйти кубик. Перед прошиванием последней из сторон, заполняем кубик любым наполнителем.

Внимательно отслеживаем, чтобы из кубика не торчало лишних волокон. Если они есть, их можно обрезать ножницами. При выполнении работы, требуется делать все аккуратно.

Подобным образом сшиваем остальные части туловища робота, после закрепляем между собой клеем. На месте глаз пришиваем бусинки.

Смотрите видео

Что такое робот?

Существует множество определений робота и никакого реального консенсуса пока не достигнуто. Дадим такое определение робота:

Это означает, что тостер, лампа, или автомобиль не будет рассматриваться как роботы. Прежде всего они не имеют возможности воспринимать свое окружение. С другой стороны, пылесос, который может перемещаться по комнате или солнечная панель, которая направлена на солнце и изменяет угол наклона в зависимости от положения солнца, могут быть  рассмотрены как роботизированные системы.

Важно также отметить, что “роботы” участвующие в войнах роботов, или какие-либо исключительно дистанционно управляемые устройства не подпадают под это определение. Скорее всего они будут ближе к более сложной радиоуправляемой машине

Также можно создать дистанционно управляемого робота на базе известных робототехнических конструкторов. Одним из таких конструкторов является Lego EV3.

Это определение является достаточно общим. Хотя оно может понадобиться в будущем для того чтобы понимать самые последние достижения в этой области. Робототехника в наше время стремительно развивается. Следовательно будет требоваться все больше специалистов для разработки, наладки, программирования и обслуживания роботов и роботизированных линий.

Есть 10 статей.

Каждая статья проведет вас через один шаг к созданию универсального мобильного робота. Это позволит вам создать своего собственного мобильного робота для выполнения задач по вашему выбору. Каждый урок будет проиллюстрировано примером из опыта. Статьи предназначены для того, чтобы быть изучены одна за другой и опираются на информацию, полученную раньше.

Военные роботы

Уже давно стоят на службе безопасности в США, России, Израиле, Китае.

В России первым таким примером можно считать танки ТТ-26 на дистанционном управлении, которые применялись в Финской войне.

Сейчас робототехника военного назначения всё ещё требует контроля со стороны человека, поскольку не оснащена полноценным искусственным интеллектом. Она не отличает мирное население от военных.

Сапёр «Богомол-3»

Российская разработка «Богомол-3» нейтрализует заряды. С такой машиной специалист обезвреживает взрывное устройство на безопасном расстоянии. Он работает даже с днищем автомобиля и подниматься по ступенькам высотой до 20 см.

Разведчик Dogo

Миниатюрная машина израильского производства имеет отличную проходимость и умеет забираться на лестницы. Это не только инструмент для изучения вражеской территории, а тактический боевой робот, действующий внутри зданий, тоннелей или бункеров. Dogo – оснащён пистолетом Glock-26.

Инженер для разминирования MarkV-A1

Инновация американской компании Northrop Grumman Corporation. Боевая телеуправляемая система имеет несколько видеокамер, водяную пушку или дробовик для уничтожения бомб. Он применяется в разных подразделениях США, Канады, Израиля.

А программировать надо уметь?

Если умеете, создание первого робота окажется, возможно, даже слишком легким делом. Если не умеете — отличный повод научиться. Дело в том, что программирование робота — штука очень наглядная: вот вы написали код и сразу же загорелась лампочка. Вам нужно, чтобы ваш робот разворачивался, когда до стены осталось меньше 5 см, значит, в программе надо прописать такое условие, всё логично. Именно поэтому детей часто начинают учить программированию на примере робототехники: здесь вместо скучных абстракций сразу получается осязаемый результат в реальном мире. На этом принципе строится обучение по программе «Робототехника». Все участники сразу же могут применить полученные знания на практике.

Все о роботах из лего

Конструкторы лего, как уже говорилось, предоставлены в виде готовых наборов для сборки того или иного предмета или героя.

Такие наборы готового типа стоят очень не дешево, и покупать их для ребенка каждый раз, когда ему захочется что-то новое — это не совсем целесообразно. Есть, конечно, и многочисленные аналоги, которые будут дешевле, но это тоже не всегда выгодно.

Так же существуют и наборы, которые уже предполагают изготовление роботов различного вида.

Даже электрическая схема для управляемого робота может быть изготовлена самостоятельно. Но для такого робота уже потребуется подробнейший мастер-класс и специализированные инструменты и материалы.

Куда легче будет сделать простого робота из лего, с которым ребенку будет интересно играть. Ну или просто добавьте такое изделие в свою коллекцию, которую вы пожете и начать именно с данного робота.

Правила применения

Кондукторы для мебели помогают избежать главной проблемы при работе – попадания сверла в деталь под неправильным углом. Эта ошибка зачастую может вызвать сложности при исправлении или даже отправить деталь в брак. Применение проводника шаблона при сверлении отверстий позволяет грамотно ориентировать инструмент на заданное место и не дает ему сбиться с направления. Отверстия выполняются для соединения блоков мебели и для размещения фурнитуры.

Успешное применение шаблонов кондукторов возможно при надежном закреплении. Наиболее популярным способом крепления является применение струбцин. Такой вспомогательный инструмент изготавливается из металла или дерева. Струбцины, применяемые для крепления кондукторов для мебели, также могут быть изготовлены самостоятельно.

Другим способом крепления проводника являются пружинные упоры. Они прижимают кондуктор к поверхности детали за счет упругости. В качестве упора может подойти пружина, имеющая необходимое усилие. Еще одним способом фиксации является применение саморезов. Их ввинчивают в деталь, вследствие чего кондуктор удерживается от перемещения за счет сил трения.

Скрыть Комментарии

Практическая часть

  • Большинство из вас хочет создать робота не только для обучения и получения знаний, но и для чистого удовольствия. Хотя у многих есть свои конкретные идеи или проекты, которые можно материализовать.
  • Последний важный момент –  это бюджет. Трудно точно понять, что люди имеют хотят, когда они строят своих первых роботов. Может быть они хотят построить автономного робота для очистки снега, в то время как кто-то просто хочет сделать умные часы. Простой программируемый мобильный робот может стоить около $100.  В то время как более сложные могут быть несколько тысяч долларов.

В данном цикле статей будет сделана мобильная платформа для того, чтобы понять, что такое моторы, датчики, микроконтроллеры и программирование. Мы будем использовать для создания мобильной платформы образовательный набор Lego Mindstorms EV3.

Основы роботов

Колеса робота и поворотные суставные сегменты активизируются при помощи приводов разного рода. Некоторые роботы используют электродвигатели и соленоиды в качестве актуаторов (приводов); некоторые используют гидравлическую систему; некоторые — пневматическую систему (на основе сжатых газов). Роботы могут использовать все эти типы приводов.

Робот нуждается в источнике питания, чтобы управлять этими приводами. Большинство роботов либо оснащены батареей, либо работают от розетки. Гидравлическим роботам нужен насос для создания давления в гидравлической системе, а пневматическим роботам нужен воздушный компрессор или баллоны со сжатым воздухом.

Все приводы подключаются к электрической цепи. Цепь напрямую питает электродвигатели и соленоиды, что активизирует гидравлическую систему при помощи электрических клапанов. Клапаны направляют сжатую жидкость через машину. Для перемещения гидравлической ноги, например, оператор робота должен открыть клапан, ведущий от жидкостного насоса к поршневому цилиндру, закрепленному на ноге. Жидкость под давлением будет двигать поршень, толкая ногу вперед. Чтобы двигать конечностями в обоих направлениях, роботы используют поршни, которые могут толкаться в обе стороны.

Компьютер робота управляет всем, что подключено к цепи. Чтобы передвигать робота, компьютер активирует все необходимые двигатели и клапаны. Большинство роботов можно перепрограммировать, чтобы изменить поведение — достаточно просто ввести новую программу в компьютер.

Не у всех роботов есть система сенсоров, и лишь некоторые обладают способностью видеть, слышать, чувствовать запах или вкус. Самая распространенная способность робота — способность ходить и наблюдать за своим перемещением. Стандартная конструкция использует колеса с щелью в суставах робота. Светодиод на одной стороне колеса пускает луч света через щель, чтобы подсветить датчик света на другой стороне колеса. Когда робот движет определенным суставом, колесо с щелью крутится. Щель разбивает луч света по мере вращения колеса. Световой датчик считывает поведение светового луча и передает данные на компьютер. Компьютер точно может сказать, как вращается сустав в определенной модели. По тому же принципу работает компьютерная мышь.

Это основы робототехники. Робототехники могут комбинировать эти элементы в бесконечное число способов создания роботов неограниченной сложности.

Создание каркаса

Нет никакого «идеального» способа создания каркаса. Почти всегда требуется компромисс. Возможно, вам нужен легкий каркас. Но может потребоваться использование дорогостоящих материалов или слишком хрупких материалов.

Вы можете захотеть сделать надежное или большое шасси. Хоты вы понимаете, что это будет дорого, тяжело или сложно в производстве. Ваш «идеальный» каркас или рама может быть очень сложным.Изготовление каркаса робота может потребовать слишком много времени для разработки и создания.

При этом простой каркас может быть не менее хорошим. Идеальная форма встречается редко, но некоторые проекты могут выглядеть более элегантно из-за своей простоты

Возможно другие проекты могут привлечь внимание из-за их сложности

Более легкие варианты

Для сильно занятых родителей нужна поделка для создания которой не потребуется много времени и материала. С минимумом материальных затрат, но которую не стыдно будет показать. Желательно чтобы простая поделка робот в детский сад выглядела как серьезная работа созданная с самоотдачей.

Можно взять обычный упаковочный картон, для этого подойдет любая коробка и сделать из нее крупную поделку.

Руки и ноги прикрепляются отдельно, посредством сцепления пазлов, это необходимо для того чтобы изделие имело объем, а не плоскую форму. После останется лишь раскрасить макет гуашью и получиться весьма оригинальный робот.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации