Поле для робототехники своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Если вы имеете желание организовать свой кружок робототехники или просто хотите познакомиться с этой сферой, мало просто найти место обучения или учеников, которые будут с удовольствием “впитывать” информацию, которой вы делитесь с ними. Для эффективного и интересного процесса обучения необходимо иметь базовый набор робототехники, в который могут входить робоконструкторы, программаторы и прочее оборудование для робототехники. Специально для вас мы составили данную статью, в которой предлагаем ознакомиться с основами робототехники, рассмотреть качественные комплекты оборудования, а также узнать, где можно купить набор для робототехники.

Что такое робототехника

Термин “робот” был введен в 1920 году писателем-фантастом Карелом Чапеком, происходит от чешского слова “robota”, что означает “тяжелая монотонная работа” или “каторга”. Первым промышленным учебным роботом стал “Unimate”, выпущенный в 1961 году, — это механическая рука, использовавшаяся корпорацией General Motors при производстве автомобилей. Робот выполнял последовательность действий, которая была записана на магнитный барабан.

Итак, робот — это машина, которую можно обучить, то есть подобно компьютеру запрограммировать (задать ему набор действий, которые он должен выполнять) на разнообразные виды движений, реагировать на изменения в окружающем мире и выполнять множество видов работ и заданий. Машины, которые выполняют только одну работу и не поддаются переобучению, настоящими роботами не являются, их называют автоматами (например, микроволновые печи, кофеварки).

Действиями робота всегда управляет микропроцессор, который запрограммирован в соответствии с заданием. Робота всегда можно быстро перепрограммировать на выполнение нового задания. Он всегда точно следует инструкциям, то есть выполняет операции по заложенной в него программе.

Понятие техники охватывает технические изделия, ранее не существовавшие в природе и изготовленные человеком для осуществления какой-либо деятельности, — машины, механизмы, оборудование, аппараты, приспособления, инструменты, приборы и тому подобное.

Теперь разберемся в самом термине “Робототехника”. Данное слово, английское “robotics”, было впервые использовано в печати писателем Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе “Лжец”, опубликованном в 1941 году. Им же были удачно сформулированы три закона робототехники — обязательные правила поведения для роботов:

  1. роботу запрещается причинять вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был нанесен вред;
  2. робот обязан повиноваться приказам людей, за исключением тех случаев, когда приказы противоречат первому закону робототехники;
  3. робот должен защищать свою жизнь до тех пор, пока такая защита не вступает в противоречие с первым и вторым законами.

Три правила, сформулированные Айзеком Азимовым, — это базовые правила робототехники. К сожалению, использование только этих трех правил не позволяет эффективно заниматься робототехникой, поэтому важно знать другие пункты допустимого, которые подробно рассматриваются на уроках робототехники.

Современные правила робототехники

Рассмотрим главные правила, которые в первую очередь объясняются на уроках робототехники:

Больше деталей, следовательно, больше вес робота, а следовательно, меньше скорость. Данным правилом можно пренебречь в том случае, если стоит задача — построение “робота-тяжеловеса” для перемещения тяжелых объектов.

Перегруз сервомоторов может привести к неисправностям. Не нужно гнаться за скоростью в ущерб аппаратной составляющей. Ведь лучше медленный, но рабочий робот, чем быстрый и неисправный.

Перед началом и по окончании работы следует всегда проверять уровень заряда батареи. При необходимости нужно ставить робота на подзарядку, а также в целях экономии заряда батареи следует своевременно выключать робота, если он не производит никаких действий.

дополнительных деталей следует только в выключенном состоянии. В противном случае это может повлечь техническую или программную ошибку, а затем неисправность.

На этапе первичного тестирования следует выявить все ошибки в работе робота. В противном случае, например, на соревнованиях, это сыграет с вами злую шутку.

Больше площадь соприкосновения с поверхностью — больше сцепление с ней, а, следовательно, больше устойчивость и тягловые характеристики робота.

Увеличить скорость вращения колес робота можно с помощью шестеренок. Большая шестеренка, подсоединенная к сервомотору, вращающая малую, подсоединенную к колесу, дает большую скорость. Пока большая шестеренка делает один оборот, малая делает несколько. Также можно сделать и наоборот, вращение от малой шестерни передается на большую, это увеличивает проходимость робота.

Робототехника в школе

Школьники, впервые столкнувшись с проектированием таких роботов, не чувствуют напряжения или неуверенности. Напротив, они легко погружаются в процесс обучения, поскольку еще в детском саду привыкли к свободному конструированию при помощи кубиков Lego.

Оборудовать в школе класс робототехники, значит непросто дать ученикам возможность практиковать навыки конструирования и программирования на оборудовании мирового уровня, но получить следующие преимущества:

Возможность участия российских школьников в международных соревнованиях, что повышает престиж инженерной деятельности в школе и может привлечь внешние инвестиции.

Подробные материалы для педагога, позволяющие работать с роботами без специальной квалификации и максимально быстро и эффективно выстраивать учебный процесс.

Междисциплинарный проектный подход дидактических программ и нацеленность на преемственность в обучении.




Для начинающих наборы более простые, они дают основы механики, логики, учат ребенка собирать моторчики и отдельные элементы сложного. Для более "продвинутых" пользователей наборы более большие и разнообразные, они позволяют непросто собрать механизм, но и задать ему модель поведения и определенные функции.

Виды робототехнического оборудования

Прежде чем начать говорить о конкретных устройствах, необходимо разобраться, какими данные агрегаты бывают. Они различаются по типу использования, стоимости и прочему. Рассмотрим наиболее популярные виды оборудования для робототехники в школе и других учебных заведениях.

Компьютеры и ноутбуки. Обучить программированию роботов без современного компьютера невозможно. Для занятий в кружке робототехники больше всего, конечно, подойдут небольшие ноутбуки, которые будут удобно помещаться на столах, не занимая много места. Процессор компьютера должен быть достаточно мощным, чтобы поддерживать различные языки программирования и иметь хорошую видеокарту, так как часто на занятиях приходится просматривать различные видеоинструкции.

Проекторы. Данные устройства необходимы, чтобы показывать различные проекты роботов перед всем классом. Конечно, для этого нужен специальный экран, ведь для обучения робототехники очень важно качество изображений, которое не доступно при проецировании на стену или школьную доску. Отдельного внимания заслуживают проекторы, поддерживающие передачу информации в формате 3D. Таким образом, можно наиболее эффектно отобразить принцип моделирования устройств. Большинство моделей, выпускаемых в настоящее время на рынке, имеют как компьютерные, так и видеовходы.

Настенные доски. Как и занятия в школе, уроки в робототехническом кружке невозможны без наглядной демонстрации той или иной темы. Поэтому здесь не обойтись без доски. Исходя из своего бюджета, уже можно выбрать, какую именно доску установить в классе – обычную деревянную или керамическую для мела, или же популярную нынче маркерную. Последний вариант имеет больше преимуществ, так как, работая с маркером, вы не будете пачкать руки, её очень легко очищать от написанного с помощью специальной губки, можно легко переносить в другое помещение по необходимости. Поскольку поверхность такой доски обладает магнитными свойствами, на неё всегда можно прикрепить листы бумаги или ватманы со схемами, с помощью обычных или специальных магнитов. К тому же это не так уже и дорого.

Антистатические коврики и браслеты. Безопасность превыше всего. При обучении детей электронике важно указывать на основные физические свойства токопроводящих деталей. Антистатический коврик представляет собой специальное покрытие для пола или стола, которое сможет значительно уменьшить или вообще исключить возможность накопления электростатического заряда в процессе работы с электронными устройствами.

Наборы инструментов. Несмотря на то что современные робототехнические конструкторы для детей не требуют в процессе сборки моделей пайки, сверления, использования клея и т.п, для создания авторских проектов нужны все вышеперечисленные процессы и соответственно, различные инструменты. Для того чтобы собирать DIY роботов, вам точно понадобятся такие базовые инструменты, как дрель, термоклей, плоскогубцы, ножницы, скотч, отвертка, и, конечно, различные соединительные детали – болты, гайки, саморезы, разъемы, проводки. Все эти детали помогут ребятам не только научиться делать роботов своими руками, но и обеспечат их полезными знаниями и навыками для будущей деятельности.

Перечисленное выше оборудование является основным (обязательным), поэтому оно должно присутствовать уже на первых уроках, а способы обращения с ними должны быть изложены ученикам в доступной для них форме.

Обзор образовательного оборудования по робототехнике

Конечно, наборов для изучения робототехники невероятное множество, однако мы попытались выделить несколько неплохих примеров, которые с какой-либо стороны выделяются среди остальных.

Образовательный набор “Юный изобретатель”

Образовательный набор "Юный изобретатель" - это уникальный электронный конструктор, обладающий самыми широкими дидактическими возможностями. Конструктор содержит большое количество датчиков и исполнительных устройств, которые могут быть запрограммированы аппаратно благодаря большому кол-ву логических элементов. В состав набора так же входят распределительные устройства (называемые в наборе"материнскими платами"), позволяющие реализовать взаимодействие датчиков и исполнительных устройств. Этот конструктор отлично подойдет для наглядной демонстрации архитектуры электронных схем и логических контроллеров, как пособие по информатике и началам программирования. Благодаря эргономичному дизайну, простоте и отсутствию необходимости пайки подходит для детей от 7 лет. Элементы набора совместимы с блоками Lego, а так же обладают магнитными креплениями. В наборе также имеются липучки, которые обеспечат многоразовый крепеж к деликатным поверхностям, таким как бумага и ткань.



Образовательная платформа "Союз" (модуль "Электротехника")

Образовательная платформа "Союз" (модуль "Мехатроника") представляет собой сортировочный комплекс, позволяющий сортировать снаряды по фактору металл/неметалл и по цвету. Комплекс управляется контроллером на базе Arduino, оснащенным платой беспроводной связи с лабораторией. Модуль имеет в своем составе набор снарядов, отличающихся по цвету и материалу. Технология дополненной реальности (AR) позволяет изучить конструкции и технологии управления реальными автоматизированными производствами. Питание комплекса также осуществляется беспроводным методом. Портал индивидуального обучения для модуля "Мехатроника" посредством облачных технологий предоставляет доступ к методическим материалам, тестам и лабораторным работам по направлению "Мехатроника", позволяет загружать демонстрационные программы для сортировочного комплекса, а также вести учет успеваемости обучающегося.



Тренировочный полигон

Тренировочный полигон предназначен для проведения занятий по направлению "Робототехника", а также подготовки к проведению робототехнических олимпиад по версии Всероссийской робототехнической олимпиады и WRO.Тренировочный полигон представляет собой поле для выполнения задания в одной из категорий ВРО: "Начинающие", "WeDo 2.0", "Основная младшая", "Основная средняя" и "Основная старшая". Каждый год поля для выполнения заданий ВРО меняются.


Где приобрести оборудование для робототехники

Купить оборудование робототехники в современном обществе не составит абсолютно никакого труда, так как подобные комплекты робототехники продаются практически в любом специализированном магазине.

Планируете проведение соревнований или школьных занятий по робототехнике? Обязательно нужно купить поле для робототехники.

Это готовые площадки, созданные для запуска и проверки запрограммированных роботов.

Как использовать игровое поле для робототехники?

Соревнования по робототехнике традиционно проводятся на уровне городов, районов, областей или регионов. Поэтому готовые поля с интересными соревновательными элементами отлично подходят для применения на Всероссийских олимпиадах по робототехнике и конструированию. Наборы полей и соревновательных элементов подбираются исходя из поставленных целей турнира и возрастной группы школьников.

Наборы соревновательных полей с преградами и дополнительными элементами отлично подходят для проверки подвижных программируемых моделей роботов, которые могут передвигаться по заданной траектории. Благодаря сюжету и тематике соревновательных площадок школьники смогут проверить свои модели при движении на скорость, устроить соревнования в силе или на время.

Перед роботами могут ставиться с более сложные задачи: подсчет элементов разного цвета, прохождение препятствий.

Поля для соревнований по робототехнике производятся из качественных износостойких материалов. Соревновательные площадки для детей младшего, среднего или старшего возраста представляют собой яркий и плотный виниловый баннер с печатью высокого качества. В заводском комплекте представлена упаковка для хранения площадки и инструкция по применению.

Использование соревновательных площадок позволяет добиться разных образовательных задач:

  1. Прогнозирование возможных препятствий и тренировка навыков преодоления преград.
  2. Концентрация внимания.
  3. Умение замечать и запоминать мелкие подробности процесса тренировки роботов.
  4. Тренировка навыков достижения поставленных целей.

В дальнейшем при использовании комплектов полей для робототехники на занятиях и соревнованиях школьники смогут ставить перед собой сложные задачи и разрабатывать способы их решения.

Покупка готового набора полей с преградами становится шагом к профессиональному познанию робототехники, конструирования и моделирования.

Хотите скомплектовать класс робототехники по ФГОС?

Подберем всё оборудование или мебель, подготовим документы и поставим с отсрочкой 45 дней.

Робототехника — это комплекс дисциплин, поэтому при обучении школьников и студентов, потребуется оборудование и материалы по программированию, электронике, схемотехнике, 3D-технологиям и многому другому.

Что же должно быть в классе робототехники для успешной работы?

Конструкторы

Рынок предлагает множество вариантов: LEGO Education, MATRIX, TETRIX, My Robot Time, РОБОТРЕК, Технолаб, VEX Robotics, Амперка и множество других. У каждого набора есть свои особенности, специфика. Некоторые преподаватели предпочитают весь период обучения использовать конструкторы только одного производителя. Другие же комбинируют их, предлагая ученикам то один, то другой в зависимости от задачи. Стоит учитывать и возраст учеников: могут понадобиться разные наборы.

Компьютерная техника и ПО

Датчики и инструменты

Помимо того, что есть в робототехническом наборе, могут понадобиться дополнительные компоненты и инструменты. Полезно иметь наборы дистанционных датчиков, датчиков света, звука, температуры, растяжения, изгиба, гироскопы, энкодеры. Если сборка робота подразумевает пайку (а так бывает с наборами для опытных обучающихся), то в кабинете робототехники непременно должны находиться паяльные станции, болты, саморезы, гайки, провода, наборы отверток, плоскогубцы, дрели.

Некоторые преподаватели не отдают предпочтение какому-то определенному робототехническому конструктору и призывают своих учеников изготавливать детали робота самостоятельно. Например, выпиливая из фанеры. Для таких классов помимо обычных инструментов, понадобятся станки, лобзики.

Поля для роботов и мебель

Готового робота надо протестировать. Если преподаватель планирует, что его ученики будут принимать участие в соревнованиях, то понадобится комплект полей, расчерченных под определенные виды соревнований.

Разумеется, для кабинета потребуется мебель. Если планируется организация кружка робототехники с нуля, то в списке, конечно, должны быть столы, стулья, доски, стеллажи для хранения инструментов и коробок с роботами.

Учебные роботы и лабораторные стенды

Отличный способ самому научиться создавать роботов – изучить уже готового. Для этого в кабинеты приобретают стенды и тренажеры по робототехнике, различные роботизированные комплексы . Есть множество роботизированных лабораторных установок, например, на основе манипулятора, которые помогут изучить промышленного робота. Используя сервисных роботов на занятиях, преподаватели обучают будущих робототехников работать с операционными системами роботов, понимать, как действует система распознавания лиц. Это важно для понимания принципа построения роботов, отработки навыков программирования и управления.

3D-принтер

Роботов можно не только выпиливать из фанеры и собирать из готового конструктора, но и распечатывать на 3D-принтере. С помощью печатных деталей можно расширять функционал уже готовых роботов, добавляя к ним новые элементы. Многим школьникам гораздо интереснее работать именно с этим оборудованием, а не выпиливать лобзиком.

Если большой 3D-принтер недоступен по финансовым причинам, можно обойтись простыми 3D-ручками. Напечатать с ее помощью деталь для робота будет сложновато, но вот закрепить датчик или модуль – без труда. Но даже маленькая 3D-ручка повысит интерес ученика к сборке.

Не обязательно иметь все оборудование, которое имеет отношение к робототехнике. Перед началом занятий или открытием кружка важно продумать образовательную стратегию в мелочах. Возможно, для обучения вам понадобятся лишь пара конструкторов и комплектующие к ним, а мебель и компьютерную технику вы сможете использовать ту, что имеется в образовательном учреждении.

Артикул: R527-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Абилимпикс.Робототехника"

Артикул: R526-П
Тип: Комплект Набор

Поле для KidSkils 2021 (мобильная робототехника)

Артикул: R525-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект баннеров основной категории WRO 2021.

Артикул: R524-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект элементов для поля Лабиринт

Артикул: R523-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле для KidSkils 2020 (мобильная робототехника)

Артикул: R522-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект полей МАКСИ-МАСОР 2020 ® для занятий робототехникой и соревнований роботов

Артикул: R521-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Комплект полей СТАРТ-МИНИ-МАСОР 2020 ® на подставке

Комплект полей СТАРТ-МИНИ-МАСОР 2020 ® на тумбе

Комплект полей СТАРТ-МАСОР 2020 ® на подставках

Комплект полей СТАРТ-МАСОР 2020 ® на тумбах

Артикул: R517-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Комплект полей ОПТИ-МАСОР 2020 ® на подставках

Комплект полей ОПТИ-МАСОР 2020 на тумбах

Комплект полей "Hello, Robot! 2019/20"

Артикул: R513-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект полей "РобоКарусель 2019/20".

Артикул: R512-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Следование по узкой линии экстремал. Робофинист".

Артикул: R511-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект баннеров основной категории WRO 2020.

Артикул: R510-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Игровые элементы для соревнований VEX IQ Challenge 2019/20 (Squared Away) ®

Баннер основной категории WRO 2019. Старшая группа

Артикул: R506-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2019. Средняя группа

Артикул: R505-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2019. Младшая группа

Артикул: R504-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер категории WeDo WRO 2019

Артикул: R503-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект баннеров основной категории WRO 2019.

Артикул: R502-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Игровые элементы для соревнований VEX IQ Challenge 2018/19 (Next Level) ®

Комплект дополнительных элементов поля для состязаний

Артикул: R500-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле Футбол c наклонами (основание+наклоны+ворота+покрытие)

Артикул: R499-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект баннеров основной категории WRO 2018.

Артикул: R492-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Чертежник. Hello, Robot 2018"

Артикул: R489-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Перевозчик. Hello, Robot 2018"

Универсальный комплект полей МАСОР 2018 ® для занятий робототехникой и соревнований роботов

Для сезона 2018 года.

Артикул: R487-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Комплект поля JuniorSkills 2018 в компетенции "Мобильная робототехника 10+" (основание+покрытие+внутренние элементы).

Артикул: R486-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект внутренних бортиков WRO/FLL к Основанию

Артикул: R485-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2018. Старшая группа

Артикул: R484-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2018. Средняя группа

Артикул: R483-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2018. Младшая группа

Артикул: R482-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект полей для соревнований. V2017

Артикул: R480-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Траектория-Квест. Hello, Robot! Profi. 2017"

Артикул: R479-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект полей "Техносфера"

Артикул: R475-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Основание поля 1200х2400. (универсальное).

Артикул: R474-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2017. Старшая группа

Баннер основной категории WRO 2017. Средняя группа

Артикул: R467-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Баннер основной категории WRO 2017. Младшая группа

Артикул: R466-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект "Класс EV3. Оптимальный-8"

Артикул: R222-К
Тип: Комплект

Комплект "Класс EV3. Оптимальный-12"

Артикул: R135-К
Тип: Комплект

Комплект "Команда EV3. Минимальный"

Артикул: R223-К
Тип: Комплект

Комплект "Команда EV3. Оптимальный"

Артикул: R224-К
Тип: Комплект

Тренировочные поля для Junior Skills 2017 в номинации "Мобильная робототехника"

Артикул: R469-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Сортировщик. Hello, Robot 2017"

Артикул: R470-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Траектория-Квест. Hello, Robot 2017"

Артикул: R471-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Шорт-Трек. Hello, Robot 2017" (1200x2400)

Артикул: R472-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Комплект полей СМ-БТ-ТК (МАСОР) для Кванториума

Артикул: R462-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Поле "Лабиринт"

Артикул: R271-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Комплект "Класс WeDo 2.0. Минимальный-8"

Приобретая этот комплект через партнёров РАОР вы получаете бесплатное обучение.


Артикул: R269-К
Тип: Комплект

Базовый набор LEGO Education WeDo 2.0

Приобретая этот комплект через партнёров РАОР вы получаете бесплатное обучение.


Артикул: R266-45300
Тип: Набор

Аккумуляторная батарея WeDo 2.0

Артикул: R267-45302
Тип: Отдельные части и аксессуары

Ресурсный набор LEGO® MINDSTORMS® Education EV3

Артикул: R122-45560
Тип: Набор

Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3

Артикул: R121-45544
Тип: Набор

Основание поля для соревнований VEX IQ

БЕСПЛАТНО


Артикул: R221-2005574
Тип: Методические материалы

Комплект заданий "Физические эксперименты"

БЕСПЛАТНО


Артикул: R255-2005576
Тип: Программное обеспечение Методические материалы

Артикул: R219-45570
Тип: Поля для соревнований или мебель

Поле "Гантеля 2000х1100 мм"

Артикул: R211-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Измерительный куб 25х25х25

Поле "Инверсная линия 3240х2430 мм"

Артикул: R201-П
Тип: Поля для соревнований или мебель

Набор деталей LEGO WRO Brick Set (45811)

Артикул: R464-45811
Тип: Набор Поля для соревнований или мебель

Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education EV3 (лицензия на 1 ПК)

БЕСПЛАТНО


Артикул: R132-2000045
Тип: Программное обеспечение

ИК-датчик EV3

Артикул: R131-45509

ИК-маяк EV3

Артикул: R130-45508
Тип: Отдельные части и аксессуары

Датчик цвета EV3

Артикул: R129-45506

Зарядное устройство LEGO

Аккумуляторная батарея к микрокомпьютеру EV3

Артикул: R127-45501
Тип: Отдельные части и аксессуары

Комплект заданий "Инженерные проекты EV3"

БЕСПЛАТНО


Артикул: R126-2005544
Тип: Методические материалы

Батарейки AA (2 шт.)

Артикул: R272-А
Тип: Отдельные части и аксессуары

Возобновляемые источники энергии. Набор дополнительных элементов к конструкторам EV3, NXT и Технология и физика.

Артикул: R77-9688
Тип: Набор

Комплект полей "Первый шаг в робототехнику" (магнит.)

Артикул: R260-П
Тип: Комплект Поля для соревнований или мебель

Читайте также: