Кости робота своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Эта статья - продолжение ранее опубликованных, в которых я писал о курсах и занятиях ребенка, занимающегося робототехникой.

Итак, ребенок прошел ряд предварительных обязательных курсов и готов к сборке своего первого робота. Еще раз отмечу, что речь идет о детях 7-12 лет, кому интересно направление робототехники и у них есть терпение и упорство в изучении этой сложной темы.

Как это понять? - думаю не секрет, что чем легче дается цель, тем она менее ценна. Так и здесь. Если, скажем ребенку просто купили готового робота, то его интерес поддерживается в течении 1-2 дней и далее интерес быстро падает и затем эта "бесполезная" игрушка будет пылиться где-нибудь на дальней полке, в лучшем случае. В худшем, - поломанную после очередного вандализма в обращении, ее выбросят на помойку.

По этой причине, все кто у меня занимается знают что прежде чем начать собирать робота нужно хорошо поработать, сдать несколько зачетных экзаменов по разным темам и лишь после этого у него появится возможность собрать собственного робота. Иногда я слышу из общения ребят с разных курсов, как они обсуждают, кто какой проходит курс и сколько еще впереди.

"Оооо, он еще схемы из базового набора собирает. ", "я уже на макетке сборку схем прохожу", "тебе еще пол-года заниматься, прежде чем ты робота будешь собирать".

Сборка первого робота - это курс, где ребята собирают своего первого робота. Да, они покупают набор и по окончанию сборки этот робот становится их собственностью. На заре развития детской робототехники я давал возможность собирать и программировать робота от центра, но в этом случае нет ответственности в нужной мере к деталям и аккуратности в процессе сборки. Очень показательно, когда у ребенка что-то идет не так, криво собирается, пайка плохо получается, где-то коротит питание, - он понимает, что он повреждает не чью-то вещь, а уже свою и старается этого не допустить. Практически все знают, у кого какие были ошибки, будь-то "поплыл" батареечный отсек из-за того, что перепутали плюс с минусом или у кого-то упал со стола робот и откололся кусок корпуса. Порою, они по доброму тролят кого нибудь, рассказывая как Вася или Петя перепутал полюса аккумулятора и из-за этого у него робот долго вонял горелым пластиком.

Знакомство с такой серьезной и загадочной отраслью науки, как робототехника всегда производит на детей сильное впечатление, вызывает у них интерес к науке и жажду своих собственных исследований. Кроме того, у этой игрушки прикладное назначение – знакомство ребенка с законами механики и их применение в реальной жизни. Получается, что это вовсе и не игрушка, а замечательный помощник в учебе!
С удовольствием представляю Вам мастер класс по изготовлению механической руки. По внешнему виду она напоминает экзоскелет, повторяющий естественные движения человеческой руки. Чтобы управлять этим удивительным устройством юному инженеру понадобится изучить строение человеческой руки и перенести его на картонный прототип, а затем "научить" руку двигаться.
Для работы понадобятся следующие материалы и инструменты:
картон; простой карандаш и маркер;ножницы;канцелярский нож;5 пластиковых трубочек; аптечные резинки; нитки средней толщины, иголка; клеящий пистолет.

Ход работы.
Шаг первый. Положите руку на картон, обведите и вырежьте.

Обратите внимание на направление волокон многослойного картона.

Шаг второй. Промаркируйте линии сгибов фаланг на картоне, ориентируясь по своей руке.

Шаг третий. В местах сгибов фаланг пальцев сделайте небольшие надрезы канцелярским ножом на внешней стороне руки. Зафиксируйте сгибы на каждой фаланге.

Пальцы картонной руки должны свободно сгибаться в местах надрезов.

Шаг четвертый. Прикрепите пластиковые трубочки с помощью скотча к "руке" как показано на рисунке.

Шаг шестой. Удалите скотч и приклейте пластиковые трубочки к картону с помощью клеевого пистолета как показано на рисунке.

Шаг седьмой. Проденьте в трубочки нитки и закрепите их на концах "пальцев". Здесь же прикрепите аптечные резинки.

Шаг восьмой. С помощью клеевого пистолета закрепите резинки на тыльной стороне "руки".

Механическая рука готова! Удерживая нити в руке и потягивая их на себя можно выполнять различные движения рукой: сгибать пальцы, брать легкие предметы и т.п.

Поняв принцип работы механической руки, можно предложить детям сделать собственные проекты по изготовлению собственных вариантов экзоскелетных рук. На детей производит особое впечатление, когда на такую "руку" надета перчатка.

Для более наглядного изучения строения человеческой руки можно с тыльной стороны можно нарисовать скелет реальных костей руки.

Робот – это поделка, которая приведёт в восторг детей любого возраста. Это может быть и игрушка, и украшение комнаты, и подарок. Существует множество техник изготовления различной сложности, а также из самых разнообразных материалов.

Как сделать поделку робота самостоятельно, и вместе с детьми, поделку робот из подручных материалов – читайте в этой статье.

Содержимое обзора

Бумажный робот

Для того, чтобы изготовить поделку робот из бумаги и картона, составьте схему будущего изделия. Также вам не обойтись без бумаги, ножниц, иголки или шила и клея. Для того, чтобы конструкция была устойчивой, потребуется картон.

Для соединения элементов возьмите резинки, а для декора робота приготовьте фломастеры.

Техника изготовления

Когда вы будете использовать схемы роботов из интернета, обратите внимание на то, что сплошные линии обозначают место разреза ножницами.
Пунктирные линии – это место перегиба материала.
Игла необходима для того, чтобы делать отверстия в бумаге.
Чтобы игрушка была прочной, приклеивайте детали с помощью клея ПВА.
Итак, все этапы работы с картоном – распечатка схемы из интернета, затем вырезайте детали строго по инструкции, следуя пунктирным линиям согните элементы, используйте клей ПВА для соединения частей робота.

Спичечные коробки как оригинальный материал

На представленном фото поделки робота вы видите игрушку, которая выполнена из спичечных коробков. Такая поделка робот отлично подойдёт как конкурсная работа в детском саду.

Вам потребуются девять коробков из-под спичек, бумага разных цветов, клей.
Сначала возьмите пять коробков и каждый обклейте цветной бумагой. Это будут туловище голова и руки робота.
С помощью маркеров нарисуйте лицо на голове.
Теперь склеивайте оставшиеся четыре коробочки и приклейте цветную бумагу на верх этой конструкции.
Соберите всего робота и украсьте изделие как вам захочется.

Поделка в школу

Отличная поделка робот в школу – это изделие, выполненное из пластиковых бутылок. Для того, чтобы выполнить такую поделку робот своими руками, возьмите бутылки из пластика объёмом до литра, а также материалы, с помощью вы будете декорировать поделку и скотч.

Особенно оригинальной получится поделка, если взять бутылки различных оттенков.

Порядок работы

Объедините вместе три бутылки, склеив их скотчем.
Затем возьмите ещё три бутылки и скрепите их аналогичным образом. Объедините вместе эти заготовки, и у вас получится туловище робота квадратной формы.
Теперь изготавливайте голову – для этого вам подойдёт бутылка, разрезанная пополам.
Возьмите нижнюю часть. Приклеивайте её к основной конструкции при помощи клеевого пистолета или скотча.
Настало время изготовить ноги робота, от них будет зависеть, насколько устойчивой получится поделка. Одна нога – это две пластиковые бутылки, скреплённые скотчем.
Используйте клеевой пистолет либо скотч, чтобы прикрепить ноги к роботу.
Для того, чтобы изготовить руку, берите фрагмент бутылки, кисть руки вырезайте из кусочка пластика.
Другой кусок пластика, побольше, сверните в трубку и закрепите при помощи скотча. Прикрепляйте руки к роботу также при помощи скотча либо клея.
Переходите к декорированию поделки. Глазами робота могут служить крышечки от бутылок. Рот можете нарисовать маркерами.

Можете добавлять другие детали, всё зависит только от вашей фантазии.

Мягкая игрушка-робот

Отличный подарок ребёнку или работа для детского конкурса поделок.

Возьмите флис или фетр и вырезайте детали квадратной формы:

Первая для туловища – четыре с половиной сантиметра, три с половиной сантиметра – для шитья головы робота, ноги сшейте из квадратов размером два сантиметра, полтора сантиметра – для рук.
Шесть квадратов нужно для того, чтобы изготовить одну часть тела.
Каждый выкроенный элемент необходимо прошить так, чтобы получилась деталь кубической формы.
До того, как вы прошили деталь полностью, набейте её ватой или синтепоном. Далее сшивайте все детали, собирая робота.
Глазки можно сделать, пришив бусины, также можете украсить игрушку, пришив бантик, вышив ресницы.
Если игрушка будет маленького размера, можете выполнить её в виде магнита или брелка.

Аппликация робот

Очень простая поделка, с изготовлением которой легко справятся даже дети младшего возраста.

Нужно прорисовать , а затем вырезать геометрические фигурки, которые будут необходимы для создания изображения.
Это могут быть круги, прямоугольники, квадраты – всё, что пожелает нарисовать ваш ребёнок.
Затем возьмите клей-карандаш либо клей ПВА и приклеивайте заготовки на бумагу.
Должно получиться оригинальное изображение робота.
Дорисуйте по желанию фон, прорисуйте маркером детали изображения.

Это упражнение отлично развивает мелкую моторику ребёнка, а также цветовосприятие, аккуратность и воображение.

Бижутерия робот

Если вы любите оригинальную бижутерию – вам отлично подойдут серьги в виде роботов, выполненные своими руками.

Для этого понадобится минимум материалов – только проволока и крупные бусины.
Сначала вам необходимо разрезать проволоку на несколько частей.
Скручивайте проволоку в спирали – они должны быть достаточно плотными. Для этого накручивайте проволоку на стержень.
Проволока, четыре спиральки, а также две бусины – это набор элементов, из которых вы сформируете головку робота.
Кончик проволоки проденьте в бусину и разогните, чтобы сформировать ручки. Одна рука – это пара спиралек, а также четыре бусины маленького размера.
После того, как вы сложили ручки, переходите к изготовлению туловища и ног. Кончик проволоки продевается в бусину.
Нога – это пара спиралек а также бусинка маленького размера. Вторая серёжка выполняется аналогично.
Итак, стильная и необычная бижутерия готова!

Следуя всем этим советам, вы легко изготовите множество интересных поделок. Среди них будут и украшения для интерьера, и поделки в школу либо в детский сад, и даже интересные дизайнерские серьги.

А главное, у вас появится возможность организовать совместный досуг для всей семьи.

Давно уже мечтал сделать робота, который может ходить на двух ногах как человек. В данном проекте мы сделаем пока только ноги и платформу. Двуногую походку очень сложно реализовать, это моя первая попытка это сделать. В дальнейших проектах я буду дальше развивать эту тему, усложняя как программное обеспечение, так и электронную начинку. И мой робот будет все больше и больше становиться похожим на нас с вами)))

Видео по проекту

В данном видео показан полный и максимально подробный процесс разработки и изготовления устройства, а также обзор его возможностей и функций.

Как всегда есть над чем поржать и поплакать)))

комплектация

Все механические части двуногого робота печатаются на 3D-принтере. 3D модели для печати я выложил здесь. Пользуйтесь на здоровье.

схемы, печатные платы

Схема электрическая принципиальная

программирование

Для программирования модуля Arduino Nano я использую программную оболочку Arduino IDE.

настройка

Управлять роботом можно со смартфона, используя любое приложение типа Bluetooth Terminal.

Обзор команд, которых пока немного:

N — порядковый номер сервы (0 — ступня правой ноги, дальше не сложно разобраться)
XXX — угол, на который надо повернуться в градусах

Что мне потребуется?

В первую очередь — микроконтроллер. Он станет мозгом будущего робота. Можно сказать, что микроконтроллер — это крошечный компьютер, размещенный на одной микросхеме. У него есть процессор, оперативная и постоянная память и даже периферийные устройства: интерфейсы ввода и вывода данных, различные таймеры, передатчики, приспособления, которые инициируют работу двигателей. Набор устройств зависит от конкретной модели. Именно микроконтроллер будет получать информацию от внешнего мира через датчики движения, фотокамеры и прочие приспособления, анализировать ее и побуждать робота совершать в ответ какие-то действия.

Микроконтроллер нужно будет установить на печатную плату, запитать его, подсоединить все необходимые устройства (датчики, лампочки, двигатели), а еще собрать из подручных материалов корпус робота. Все детали, которые для этого нужны, можно купить в любом магазине радиотехники.

Если у вас нет профильного образования или опытного наставника, который подробно объяснит, что именно и в какой последовательности устанавливать (и как пользоваться паяльником!), готовьтесь к долгой и кропотливой работе: придется перерыть интернет вдоль и поперек и испортить множество деталей.

Я в ужасе и собираюсь передумать. Нельзя попроще?

Можно. Специально для тех, кто никогда не держал в руках паяльник, но очень хочет попробовать себя в робототехнике, существуют специальные наборы-конструкторы, позволяющие сделать всё то же самое, но быстрее. Самый известный и популярный — Arduino. Его главное преимущество в том, что это не просто игрушка, а целая экосистема: множество обучающих материалов и инструкций, видеокурсы, огромное пользовательское комьюнити — можно задать любой вопрос от новичкового до самого продвинутого. Есть и другие платформы — например, совсем простой конструктор Mindstorms от Lego.

Составы наборов могут быть очень разными, но в каждом есть готовая печатная плата с уже установленным микроконтроллером и всеми дополнительными деталями, которые нужны для решения простых типовых задач. Обычно плату можно напрямую подключить к компьютеру через USB. А дальше среда разработки от производителя поможет сразу же сделать первые шаги в программировании роботов. Например, заставить мигать лампочку на плате.

Теперь всё зависит от вас. Можно, используя готовую плату, реализовать собственный несложный проект: например, сделать машинку, которая движется и останавливается по команде, или гирлянду для новогодней елки. Можно купить набор, уже включающий в себя всё, что нужно для постройки робота определенного типа, и потренироваться на нем. Плюс этого варианта: все детали в наборе подготовлены так, чтобы вы могли соединить их без паяльника или других инструментов.

У меня в школе была двойка по физике, и вообще я гуманитарий. Мне нужно что-то выучить, прежде чем приступать?

Штурмовать учебники необязательно. Конечно, школьная физика пригодилась бы, но если вы ее забыли, не переживайте — вспомните по ходу дела. Для начала просто погуглите, что такое ток, сопротивление, закон Ома, конденсатор, транзистор — пара десятков статей дадут вам базовые представления о радиотехнике, и этого хватит на первое время. Позже вы легко найдете в сети всю информацию, которая вам понадобится. И усвоите ее на практике — гораздо лучше, чем из учебника.

А программировать надо уметь?

Перед первой попыткой написать программу для робота достаточно разобраться, что такое цикл и условный оператор . Для тех, кому и это кажется слишком сложным, производители конструкторов часто предусматривают визуальные редакторы: там код вообще не нужно писать, всё настраивается перетаскиванием блоков мышкой. Конечно, никакого сложного функционала так не напрограммируешь, но это уже начало. Позже, если захотите заниматься робототехникой углубленно, полезно будет освоить язык С, который чаще всего используется в этой сфере.

Меня случайно не убьет током?

Самая вероятная неприятность — некоторое количество испорченных деталей, которые вы попытаетесь подсоединить не так и не туда. Но переживать не стоит: все необходимые расходники недороги, а их поломка тоже важная часть обучения.

Мой робот сможет защитить меня от врагов? Ну или хотя бы тапочки принести?

Самый первый — вряд ли. Точнее, нет ничего невозможного, но для начала лучше поставить перед собой цель попроще. Например, на базе того же Arduino можно собрать самых разных движущихся роботов: они могут ездить просто вперед-назад, по сложной заданной траектории или по нарисованной линии. Робот, который самостоятельно объезжает препятствия или как-то еще меняет свое поведение при приближении к разным объектам, тоже посильная задача. Еще первый робот вполне сможет включать и выключать что-нибудь, ориентируясь на уровень освещенности, совершать какие-то действия в определенный момент, заданный таймером, или по нажатию кнопки.

Умение собирать роботов как-то пригодится мне в жизни?

Да, еще как. Вы неизбежно научитесь программировать. Причем будете в состоянии не просто писать код, который что-то как-то делает, но и понимать всю цепочку, по которой набранные вами на клавиатуре символы преобразуются в действия целого механизма. Уметь программировать в наше время почти так же полезно, как знать английский язык: пригодится, даже если вы маркетолог или продавец мороженого.

Где можно узнать больше о роботах?

Можно пройти один из многочисленных, в том числе совершенно бесплатных онлайн-курсов. Можно выбрать курс, посвященный Arduino, — как, например, этот от МФТИ, или начать с Lego. А можно не привязываться к конкретной платформе и учиться робототехнике в целом — например, на этом курсе от Бауманки. Ну а если вы знаете английский, буквально вся Coursera с программами по робототехнике от ведущих мировых университетов к вашим услугам.

А если мне понравится и я захочу сделать это своей профессией? Куда податься?

Читайте также: