Конструкция робота: Механизмы и конструкции роботов

Механизмы и конструкции роботов

Роботами называются автоматические машины, которые могут быть или стационарными, или передвижными, и спроектированы по образу и подобию различных живых организмов.

С точки зрения своей конструкции они являются весьма сложными механизмами, в которых на практике реализовываются достижения технического прогресса в таких областях, как электроника, точная механика, оптика, пневмоавтоматика и многое другое.

В практике современного производства роботы используются для того, чтобы осуществлять различные операции по тем программам, которые в них заложены, и которые в большинстве случаев выполняются людьми.

Конструкции роботов

Одной из важнейших характеристик роботов является то, что они оснащены всевозможными датчиками с которых снимается информация о внешней среде и в зависимости от результатов обработки этих данных, корректируют свои действия.

В большинстве случаев роботы состоят из таких частей, как манипуляторы, имеющие несколько степеней свободы, специальных приводов, обеспечивающих их передвижение в пространстве, а также перепрограммируемых устройств управления.

В общем и целом можно считать, что любой современный робот представляет собой ни что иное, как единый, нацеленный на выполнение определенных функций, механизм, состоящее из определенных блоков, каждый из которых имеет свое собственное функциональное назначение.

Несущий корпус робота

Тем основным элементом, в котором располагаются все остальные детали и механизмы любого робота, является его корпус. В большинстве случаев он является также несущей, силовой составляющей всей конструкции, которая предназначается для того, чтобы обеспечить необходимое взаимное расположение всех электрических, кинематических и других звеньев механизмов роботов. Помимо этого корпус во многих случаях является защитой их от воздействия неблагоприятных внешних факторов окружающей среды, повреждений механического характера и т.п. Он может быть как внешним, так и внутренним, и во втором случае он именуется каркасом.

Как правило, корпуса современных роботов изготавливаются из таких материалов, как нержавеющая или обычная конструкционная сталь, а также пластмассы и алюминиевые сплавы. Из последних обычно производятся методом точного литья корпуса, имеющие сложную форму и значительные геометрические размеры. Те корпуса, которые в процессе эксплуатации роботов подвергаются наиболее серьезным механическим нагрузкам, производятся из стали. В местах где требуется размещать несущие электрические системы корпуса изготавливаются из пластмасс.

Валы и оси роботов

В современных механизмах роботов широко используются такие детали, как оси, валы, втулки, штоки, шестерни, цилиндры, рычаги и кулачки.

Для изготовления штоков, осей и валов механизмов роботов используются чаще всего стали Ст40 и Ст45, а также легированные стали 1Х18Н9Т и 40Х. Кроме того, в отдельных случаях они вытачиваются из цветных сплавов. Эти изделия согласно действующим техническим требованиям, по такому параметру, как точность посадочных цилиндрических поверхностей должны соответствовать 6 – 9 квалитету, а в отдельных случаях – 5 квалитету.

Оси и валы механизмов роботов служат для того, чтобы на них устанавливать шкивы, звездочки цепных передач, зубчатые колеса и другие детали вращения. При этом валы, вращаясь, транслируют крутящий момент, а оси, в отличие от них, могут быть как подвижными, так и неподвижными.

И оси, и валы являются широко распространенными элементами, используемыми в конструкции современных роботов. Основной сферой применения осей является соединение рабочих элементов, которые входят в состав механических захватных устройств. Помимо этого они являются наиболее типичными компонентами практически всех механизмов роботов.

Опоры для вращательного и поступательного движения

В качестве опор для валов и осей, которые имеются в конструкции механизмов роботов, служат подшипники. В зависимости от того, какая именно нагрузка на них оказывается, они могут быть упорными, радиальными или радиально-упорными. Кроме того, в зависимости от степени трения они подразделяются на подшипники качения и скольжения.

Направляющие для поступательного движения

Эти конструкции предназначаются для того, чтобы обеспечивать прямолинейное движение тех элементов, которые наличествуют в конструкции механизмов роботов. Их чаще всего можно встретить в манипуляторах промышленного назначения.

Основными составными частями прямолинейных направляющих являются направляющая дорожка и ведомая часть. Что касается направляющих дорожек, то они бывают с трением скольжения и с направляющими качения. Во втором случае движение обеспечивается за счет наличия таких деталей, как ролики, шарики и валы.

Пружины в механизмах роботов

Пружины в механизмах современных промышленных роботов используются для того, чтобы обеспечить демпфирование и ограничить при этом ход различных подвижных звеньев. Кроме того эти детали широко применяются для того, чтобы сглаживать неравномерности, возникающие при трансляции крутящего момента.

Муфты для механизмов роботов

Чтобы должным образом передать мощность от ведущего вала к валу ведомому используются такие конструкции, как муфты.

Те муфты, которые применяются в современных роботах, должны соответствовать общим требованиям, предъявляемым к механизмам такого рода. Им надлежит иметь повышенную надежность, обеспечивать минимально возможные деформации сопряжения, иметь как можно более компактные размеры и небольшую массу. Что касается типа той или иной муфты, используемой в современном роботе, то его выбор зависит от таких факторов, как требуемая точность позиционирования, жесткость конструкции, а также необходимость установки устройств в определенных пространственных положениях и обеспечение доступа к различным узлам и деталям для их обслуживания и ремонта.

Пневматические приводы роботов

Пневматические приводы, используемые в конструкции современных промышленных роботов, – это определенная комбинация неких устройств, которые тесно взаимосвязаны между собой и предназначены для того, чтобы приводить в движение различные рабочие звенья и рабочие органы. Пневматическими приводами оборудуется значительная часть роботов, поскольку они обладают отличными динамическими характеристиками, просты по своей конструкции, имеют высокое быстродействие, обходятся в производстве и эксплуатации недорого, и при этом весьма надежны.

Электромеханические приводы роботов

Основным звеном всех таких приводов является электродвигатель. Он может быть любого из распространенных на сегодняшний день типов: постоянного тока, шаговым, вентильным, асинхронным.

Все приводы, которые используются в современных промышленных роботах, должны соответствовать целому ряду довольно жестких требований относительно таких параметров, как габариты и масса, возможность выдерживать высокие нагрузки, надежность, стоимость и удобство в эксплуатации.

Как работает робот? Устройство робота простыми словами

В 1920 году чешский писатель Карел Чапек придумал название для механизма, изобретенного для выполнения работы вместо человека — “робот”. Определение со временем прижилось и с конца XX столетия стало обозначать систему узлов, датчиков и механизмов, предназначенную для выполнения набора операций в соответствии с заложенной программой.

Прогресс науки и техники позволил инженерам-конструкторам создавать все более совершенные машины, способные заменить человека в экстремальных условиях: в космосе, под водой, на поле боя. Робот не знает усталости, способен выполнять без ошибок точнейшие движения — именно поэтому роботизированные механизмы постепенно вытесняют человеческий труд на производстве.

(Типы роботов)

Существуют десятки основных типов роботов, которые отличаются по нескольким параметрам — от назначения до внешнего вида. Для того, чтобы понять, как работает робот, рассмотрим его вид, наиболее приближенный к облику человека — робот-андроид.

Материалы для изготовления

Материалы, которые используют для получения узлов, механизмов и каркаса робота, зависят от нескольких факторов:

• Назначения машины;
• Условий ее работы;
• Заданных характеристик (веса, габаритов).

Наиболее часто используют полимеры всех типов, сталь с добавками, повышающими гибкость и прочность, алюминий, резину, карбоновые материалы, сплавы с содержанием титана.

Конструкция андроида

Человекоподобный робот состоит из нескольких основных частей:

• Голова — верхняя часть конструкции;
• Торс — основной каркас робота;
• Руки-манипуляторы с силовыми механизмами;
• Ноги-шагоход из двух нижних конечностей, если шасси, то гусеничного привода.

(Наглядная конструкция робота)

Вопреки распространенному мнению, что в голове андроида, как у живого человека, находится “мозг”, т.е. компьютер или центральный процессор, чаще всего в верхней части механизма располагаются другие элементы системы: видеокамеры, датчики, гироскоп. Это обусловлено сравнительно небольшими размерами “головы”, внутреннее пространство которой не способно вместить большой объем электроники.

Торс — наиболее защищенная часть робота. Во внутреннем пространстве каркаса размещают электронику, управляющую системой, автономный источник питания (аккумулятор).

(Классическая рука-манипулятор)

Захват/перемещение груза, выполнение других операций, включая действия с инструментом — задачи для верхних конечностей — манипуляторов. Кистевые окончания могут иметь форму и функцию кистей человека.

Роботы-андроиды передвигаются шагами на двух “ногах”. Шасси копирует антропологические особенности строения человеческого тела: ноги состоят из нескольких составных частей, соединенных суставами-шарнирами. Отдельные модели роботов способны бегать, т.е. перемещаться таким образом, что обе ноги в момент движения не касаются поверхности.

Для распознавания окружающей обстановки — предметов, особенностей ландшафта — роботизированные комплексы оснащают видеокамерами (рисунок 1) с высоким разрешением. Их обычно размещают в голове андроида. Благодаря камере (или нескольким камерам) машина может идентифицировать (распознать) окружающие объекты, оценить их размер и расстояние до предметов.

В зависимости от ландшафта или особенностей архитектуры здания робот способен принять решение о способе передвижения и смещении центра тяжести, например, при подъеме/спуске по ступеням или наклонным поверхностям, преодолении рва или препятствия.

(Рисунок 1. Глаз-видеокамера слежения робота)

Видеокамеры оснащают несколькими модулями для получения дополнительной информации:

• В инфракрасном диапазоне;
• В режиме тепловизора.

Кроме камер, конструкция роботов предусматривает использование системы датчиков, которые определяют пространственное положение андроида на местности или в помещении, силу сжатия манипуляторов, скорость перемещения и т. п. Наиболее важный датчик для андроида  — гироскоп, именно он сохраняет устойчивое вертикальное положение машины во время движения. Именно таким устройством оснащен робот-андроид Atlas, детище американской компании Boston Dynamics. От датчиков и камер информация поступает в “мозг” машины — компьютер или систему компьютеров.

В самой защищенной и просторной части робота устанавливают электронные платы системы управления и автономные источники питания.

Во время выполнения миссии роботом управляет компьютер — набор микросхем, предназначенный для получения, накопления информации, ее обработки и отправления сигналов к исполняющим механизмам, работающих при помощи двигателей (рисунок 2). Прогресс компьютерной техники позволяет устанавливать в андроиды все более совершенные системы анализа, способные использовать несколько наиболее продвинутых технологий:

• Распознавание объектов;
• Распознавание речи;
• Распознавание движений, жестов;
• Самообучение на основании получаемой информации;
• Запоминание внешнего вида объектов, лиц людей.

Поставить задачу перед андроидом можно программным способом, т.е. путем внесения перечня команд в ЦПУ, либо вербально, произнеся набор слов для начала выполнения задачи. Отдельные модели андроидов способны реагировать на жесты рук, изменение местоположения человека.

Система управления роботом очень напоминает построение нервной системы человека в зависимости от его развития:

• Прямое выполнение конкретных команд оператора;
• Необходимость постоянной корректировки действий андроида при выполнении общей задачи;
• Ввод конечной цели (указание направления действий).

В первом случае в памяти машины записаны команды, которые ЦПУ (центральный процессор) подает к исполнительным механизмам для выполнения определенных операций. Например, перемещение робота, изменение положения манипулятора и т.п. по команде оператора. Одна из самых дешевых и простых в изготовлении моделей.

При передвижении андроида из точки А к точке Б вмешательство оператора необходимо в случаях, когда набор алгоритмов (заранее записанных в память действий) не предусматривает преодоление сложных препятствий (к примеру).

Более продвинутый интеллект, получив информацию от системы датчиков, видеокамер, самостоятельно оценивает обстановку и выбирает наиболее оптимальное решение самостоятельно.

(Рисунок 2. Двигатель постоянного тока)

Основным источником энергии для современных роботов-андроидов является электричество. Источник питания может быть:

• Автономным —  аккумуляторы, солнечные батареи;
• Внешним — электроэнергия подается по кабелю.

В первом случае машина не привязана к энергоресурсу, способна выполнять задачи на любом удалении от зарядной станции. Из недостатков — увеличенный вес робота, малое время работы. Кабельное снабжение электроэнергией имеет свои плюсы: меньший вес андроида, возможность использования большего числа узлов, датчиков, механизмов, неограниченное время работы.

Манипуляторы копируют структуру рук человека (рисунок 3) и состоят из нескольких частей, соединенных шарнирами:

• Кистевого;
• Предплечья;
• Плечевого.

(Рисунок 3. Рука-манипулятор)

Манипуляторы имею несколько степеней свободы, т.е. робот может поднять руки, развести их в стороны, вращать кисти, производить захват предметов «пальцами». Манипуляторы приводятся в действие силовыми механизмами — сервоприводами. Часто для аккуратной и точной работы пальцы оснащают специальными датчиками, которые регулирую силу сжатия. Вместо грузозахватных приспособлений в кистевые отделы манипуляторов устанавливают другие приборы и механизмы: сварочные аппараты и т.д.

По аналогии со строением тела человека роботы-андроиды передвигаются шагами. Конструкция ног предусматривает возможность передвигаться бегом, преодолевать различные препятствия (лестницы, ямы, наклонные поверхности). Ноги, как и руки-манипуляторы, приводятся в действие двигателями (рисунок 4).

(Рисунок 4. Шаговой двигатель)

Для всех типов роботов используют несколько типов исполнительных механизмов:

• Механические;
• Электрические;
• Гидравлические;
• Пневматические;
• Гибриды (электромеханические, гидромеханические и т. д.).

Из-за особенностей конструкции роботов-андроидов (небольшие габариты, система шасси — шагоход) для механизации узлов наиболее часто используют сервоприводы или сервомоторы (рисунок 5), основу которых составляет электрический двигатель.

(Рисунок 5. Сервомотор)

В отличие от обычного электромотора, комплектный сервопривод способен:

• С высокой точностью определять и изменять угол положения вала;
• Потреблять ровно столько электроэнергии, сколько необходимо для выполнения определенного действия;
• Снижать нагрузку на детали робота, увеличивая их ресурс.

Работа-действие робота

Пример работы всех систем робота-андроида в связке

• Тип робота: андроид
• Способ управления: автономный
• Задача: преодолеть лестничный пролет

1. После включения питания загружается ЦПУ, которая проводит проверку всех систем.
2. После получения подтверждения об исправности машины компьютер стабилизирует вертикальное положение андроида при помощи гироскопа, оценивает препятствие камерами.
3. Установив дальность до первой ступени и ее высоту, расстояние до других близко расположенных объектов, робот начинает движение.
4. Сервоприводы приводят в действие нижние конечности, которые поднимают опорные площадки (стопы) на нужную высоту.
5. Равновесие машины поддерживает гироскоп.
6. После преодоления последней ступени робот останавливается либо продолжает движение вперед в зависимости от программы или полученной команды.

Все о робототехнике

Робототехника — это пересечение науки, технологии и инженерии, которое создает машины, называемые роботами. Робот — это программируемая машина, которая может помогать людям или имитировать их действия. Роботы изначально создавались для выполнения монотонных задач, таких как сборка автомобилей на конвейере, но с тех пор они расширились за пределы своего первоначального использования для выполнения таких задач, как тушение пожаров, уборка домов и помощь в сложных операциях. Роботы имеют разные уровни автономии: от управляемых человеком ботов, выполняющих задачи, полностью контролируемые человеком, до полностью автономных ботов, выполняющих задачи без каких-либо внешних воздействий.

По мере развития технологий расширяется и область применения робототехники. Например, в 2005 году 90% всех роботов можно было найти за сборкой автомобилей на автомобильных заводах. Эти роботы в основном представляют собой механические руки, предназначенные для сварки или привинчивания определенных частей автомобиля. Сегодня существует развитое и расширенное определение робототехники.

Проектирование роботов — это создание плана или соглашения по созданию робота или роботизированной системы. Эти планы могут быть архитектурными чертежами, инженерными чертежами, рабочими процессами и принципиальными схемами. Термин «дизайн» имеет разное значение в разных областях. В некоторых случаях, как в инженерном и графическом дизайне, дизайном может считаться и непосредственное построение объекта. В этой статье рассматриваются характеристики роботов, элементы конструкции роботов и некоторые аспекты проектирования.

Изображение предоставлено Shutterstock.com/Gorodenoff

Характеристики робота

В то время как мир робототехники растет, у каждого робота есть определенные характеристики. Например, у всех роботов есть какая-то механическая конструкция или механизмы. Механический аспект робота позволяет ему выполнять задачи в среде, для которой он предназначен.

Роботам нужны электрические компоненты, которые управляют механизмами и приводят их в действие. По сути, для питания большинства роботов требуется электрический ток, такой как батарея.

Роботы содержат хотя бы какой-то уровень компьютерного программирования. Без набора кода, говорящего ему, что делать, робот был бы частью простого механизма. Кодирующий робот дает ему возможность знать, когда и как выполнять задачу.

Механизмы

Поскольку роботы должны иметь возможность двигаться,  проектирование механизмов, облегчающих это движение, или аспект машиностроения, имеет решающее значение. В то время как машиностроение в более широком смысле представляет собой проектирование машин, разработчики роботов уделяют особое внимание двигателям и редукторам, чтобы обеспечить желаемое движение своих роботов.

Механический аспект обычно включает прототипирование отдельных движущихся частей перед сборкой всего робота. Уровень сложности зависит от предполагаемого робота и того, как он движется.

Электроника

Еще одним важным навыком, необходимым для создания роботов, является схемотехника или электроника робота. Понимание электроники и микроконтроллеров позволяет выбрать подходящие двигатели, компоненты и мощность для разрабатываемого робота. Кроме того, необходимо учитывать функциональность и физические свойства деталей.

Элементарное понимание схем позволяет инженерам построить простого робота, используя онлайн-поддержку, документацию и наборы, доступные в сообществе производителей роботов.

Программирование

После того, как в проекте будет электрически исправная схема и механизмы, готовые к движению, можно запрограммировать микроконтроллеры, используемые в схеме. Микроконтроллер действует как мозг робота, которому нужны инструкции. Выбранный микроконтроллер определяет используемый язык программирования и то, как эта программа загружается в микроконтроллер.

Изготовление

Изготовление — последний шаг в строительстве. На этом этапе компоненты собираются в корпус или корпус, изготовленный для робота. С появлением доступных цифровых производственных инструментов, таких как лазерные резаки, фрезерные станки с ЧПУ и 3D-принтеры, разработчики роботов-любителей могут создавать изысканные корпуса, которые выглядят профессионально, без дорогостоящих накладных расходов на крупные производственные операции.

Конструкция корпуса робота и выбранные материалы зависят от типа изготавливаемого робота и его назначения. В то время как корпуса практичны для покрытия механизмов и защиты драгоценной электроники, находящейся внутри, инженеры также могут использовать тела роботов, чтобы придать им индивидуальность, выразить предполагаемое взаимодействие и дать отзыв об использовании робота.

Особенности конструкции робота

Конструктивные особенности робота включают в себя все, что влияет на конструкцию робота, например, пересечение окружающей среды, мощность, необходимую для его движения, органы чувств, необходимые для выполнения желаемых задач, материалы, используемые для изготовления шасси, и желаемую эстетику.

Окружающая среда

Если робот движется, важным фактором является местность, по которой он будет перемещаться. Может потребоваться защита от пыли, воды или внешних воздействий. Возможности влияют на выбор материалов, конструкцию механизмов робота и форму корпуса.

Мощность

Способ питания робота зависит от его назначения. Например, батареи обеспечивают большую свободу передвижения, но шнур питания может быть более эффективным, если роботу не нужно далеко перемещаться. Каждому двигателю, датчику, процессору и т. д. требуется определенное количество энергии, поэтому необходимо определить, сколько энергии потребляет каждый компонент и как долго робот должен работать, чтобы учитывать требования к мощности в общей конструкции. Слишком мало электричества, и детали не будут работать, а слишком много электричества может поджарить хрупкие компоненты.

Материалы

Материальные соображения включают такие вопросы, как: сколько будет весить робот? Существуют ли практичные точки крепления датчиков? Насколько надежен аккумулятор и легко ли к нему получить доступ? Тело робота может быть настолько простым или сложным, насколько это необходимо, но, возможно, лучшие конструкции роботов обеспечивают гибкость, облегчая гибкое прототипирование и сборку.

Чувства

Если роботу необходимо избегать столкновений, он должен иметь датчик приближения. Другим могут потребоваться другие датчики, такие как фотоэлементы, чтобы следить за солнцем, или датчики движения, чтобы включать его, когда кто-то находится поблизости. Бесчисленные датчики могут взаимодействовать с роботом. Необходимо учитывать всю информацию, которую робот должен получить из физической среды, и то, как эти данные используются для обеспечения движения робота по назначению.

Стиль

После того, как все утилитарные требования выполнены, можно подумать о стиле. Многие дизайнеры роботов добавляют в свои творения индивидуальный стиль. Потенциальные пользователи или клиенты могут предпочесть более гуманоидного робота или более симпатичного робота. Все зависит от назначения робота.

Заключение

В этой статье объясняются важные характеристики конструкции робота и рассматриваются соображения, которые необходимо учитывать при проектировании робота. Чтобы найти дополнительную информацию о робототехнике и других аспектах промышленности, посетите сайт Thomasnet.com, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

• https://builtin.com/robotics
• https://www.galileo.org/robotics/design.html
• http://www.robotpark.com/academy/how-to-design-a-robot/

Связанные статьи

• Принципы промышленной робототехники
• Основы промышленного робота
• История робототехники
• Ведущие производители и поставщики компонентов робототехники в Северной Америке
• Восприятие клиентов и стратегия продукта
• Жизненный цикл промышленной продукции
• Типы инженеров
• Ведущие инженерные компании США
• Общие инженерные классы и уровни опыта
• 12 известных женщин-инженеров и изобретателей США

Еще от Инжиниринг и консалтинг

Процесс проектирования робототехники

Робототехника
Процесс проектирования

Определение
Проблема

• идентифицирующий
  цель сооружения

• идентифицирующий
  особые требования

Вы столкнулись с ситуацией. Вот два примера:

А
сообщество хочет построить зоопарк роботов, в котором «животные»
двигать головой, открывать рот и издавать соответствующие звуки, когда они
ощущение, что кто-то приближается к ним. Спроектировать и построить прототип
устройство, которое могло бы удовлетворить эту потребность.

Местный зоомагазин хочет продать ряд устройств, которые автоматически кормят
маленькие домашние животные в клетке (такие как кролики, песчанки, мыши и т. д.), когда их владельцы
уезжают на выходные. Спроектировать и построить прототип устройства, которое могло бы
удовлетворить эту потребность.

Вам нужно определить, какую проблему вы пытаетесь решить, прежде чем пытаться
спроектировать и построить робота для решения проблемы. Потратьте время на изучение
количество различных ситуаций, и как только вы решили, какая ситуация
есть, и вы точно понимаете, в чем проблема, а затем пишете техническое задание
в бортовой журнал (это будет ваш рабочий документ при работе над роботом.
Этот бортовой журнал может быть бумажным блокнотом или электронным документом.) Это
короткое заявление, объясняющее проблему, которую необходимо решить.

Исследования
и проектирование

• сбор
  информация

• идентифицирующий
  конкретные детали проекта, которые должны быть удовлетворены

• идентифицирующий
  возможные и альтернативные конструктивные решения

• планирование
  и проектирование соответствующей конструкции, включая чертежи

Наличие
написали краткое изложение, теперь вы готовы собрать информацию, которая поможет
вам создать успешный дизайн. Сначала вам нужно решить, какую информацию
вы требуете. Это будет отличаться от проекта к проекту, а также
зависит от количества информации и знаний, которые у вас уже есть. Полезный
Шаг будет заключаться в использовании следующей диаграммы. Задайте пять вопросов, затем прочитайте
колонка под названием Сбор информации . Это поможет вам спланировать
тип информации, которую вам нужно будет собрать.

Сбор Информация
1. Какова практическая функция конструкции? (Что должен делать мой робот?)	А практические функции дизайна могут включать: механизм Как робот будет двигаться в своей среде? Если бы его вставили другую среду, сможет ли он по-прежнему двигаться в этом новое пространство? манипуляция Как робот будет перемещать или манипулировать другими объектами в своей среде? Может ли один робот перемещать или манипулировать несколькими объектами? энергия Как питается робот? Может ли он иметь более одного источника энергии? интеллект Как «думает» робот? Что значит сказать, что робот «думает?» обнаружение Как мой робот будет «узнавать» или выяснять, что находится в его окружении? Если бы его поместили в другую среду, смог бы он понять из этой новой среды
2. Какая часть влияет на внешний вид (форма и форма, текстура поверхности, цвет, и т.д.) играть в функции дизайна? Как выглядит робот? Есть ли причина, по которой он выглядит именно так?	Форма и форма важны для эстетических качеств дизайна, эргономики, прочность, устойчивость, жесткость, безопасность Поверхность текстура, отделка и цвет могут соответствовать эстетике дизайна качества, механические, оптические и термические свойства, долговечность, и т.д.
3. Какие материалы подходят для дизайна?	свойства материала определяют его пригодность для дизайна. Для нашей работы с робототехникой мы выбрали LegoT. Тем не менее, существует множество различных материалов, которые могут быть и используются в конструкции роботов. прочность, твердость, ударная вязкость, плотность долговечность и эстетические качества, определяемые цветом, фактурой поверхности, рисунком, и т. д. стоимость и доступность материалов также являются важными факторами.
4. Какие методы строительства подходят для проекта?	Строительство методы делятся на категории: резка и формирование изготовление — сборка деталей с помощью винтов, болтов, клея, припоя, и т. д. молдинг — приложением силы к материалу литье — использование формы для формирования формы из затвердевающего материала А конкретный материал может быть обработан только ограниченным числом способов. Таким образом, метод строительства будет определяться выбранным материал, наличие производственных мощностей, навыки рабочей силы и себестоимости продукции.
5. Каковы вероятные социальные и экологические последствия проекта?	производство, использование и утилизация любого продукта будет иметь как выгодные вредное воздействие на людей, диких животных и окружающую среду. поэтому на дизайнере лежит огромная ответственность учитывать очень внимательно относитесь к потенциальным последствиям любого нового дизайна. Это будет включать: факторы здоровья и безопасности, шум, запах, загрязнение и т. д.

Сбор
информация может включать в себя чтение, прослушивание, проведение интервью и наблюдение.

А
Спецификация – это подробное описание проблемы, которую необходимо решить. Это
должен «описывать» именно то, чего должен достичь дизайн.

Создание
Прототип

Вы
в идеале следует подумать как минимум о трех разных способах решения проблемы
прежде чем вы сконцентрируетесь на каком-то конкретном. Эскизы и заметки есть
требуется на данном этапе. Вы также можете создавать прототипы, используя для этого лего.
шаг. Создав прототип лего, сделайте цифровое изображение
Это. Распечатайте картинку и делайте заметки под картинкой в ​​дневнике.
книга. Как только вы остановились на одном решении, вернитесь к списку спецификаций.
вы сделали. Убедитесь, что каждая спецификация удовлетворена.

Сейчас
пришло время сделать несколько рабочих чертежей. Это рисунки, которые
поможет вам, когда вы начнете создавать прототип своей структуры.
(И здесь опять-таки Lego и цифровая камера могут стать вашими лучшими друзьями.)
решите делать свои рисунки вручную или вы можете использовать программу рисования
на компьютере, чтобы помочь вам.

Определить
график работы для себя. Составьте график, показывающий, сколько времени
вы рассчитываете потратить на каждую часть процесса проектирования. Ваше планирование должно
также убедитесь, что у вас есть все необходимые материалы и оборудование, которые
вам нужно завершить свой проект.

Здание
ваш робот

Строительство
теперь можно начинать работу. Вот несколько сайтов, которые помогут:

• 
  Искусство LEGO Design от
  Фред Мартин — отличный ресурс для постройки очень крепких конструкций

Программирование
и тестирование вашего робота

сейчас
пришло время запрограммировать вашего робота. Это может быть достигнуто во многих различных
способы. Использование может достичь элементарного интеллекта в вашем роботе, используя только
реле, потенциометры, ударные выключатели и некоторые дискретные компоненты. Ты
может повысить сложность интеллекта вашего робота, добавив больше датчиков
и продолжая в том же духе использовать аппаратную логику. Вводя
более сложный элемент управления, микропроцессор, вы вводите
важный новый инструмент в решении проблемы управления роботом. Для наших роботов
мы использовали RCX Brick, который был впервые разработан Фредом Мартином в Массачусетском технологическом институте в качестве
Программируемый блок. См. следующие два примера программирования:

Mindstorms

Роболаб
имеет два уровня для программирования.

Один раз
вы написали свою программу и загрузили ее в блок RCX с помощью
Инфракрасный отправитель, пришло время проверить вашего робота, чтобы увидеть, действительно ли он делает то, что
вы хотите, чтобы это сделать.

Оценка
ваш робот

Как
работа по сборке и программированию продолжается, и дизайн начинает принимать
форму, вы автоматически проведете испытания конструкции.