Современные технологии позволяют создавать сложные конструкции довольно простыми средствами, поэтому важнее становится вопрос не как делать, а что делать. Так что, по-вашему, должен "уметь" несложный робот? Моделировать поведение простейших живых существ, а может - приносить тапочки?
 
Давайте обсудим это на примере конкретной конструкции!

Концепция проекта >>>
Обсуждение проекта >>>
Вариант с управляемыми колесами >>>
Гусеничный вариант >>>

Посмотреть результаты голосования>>>

Очень похожая на наш проект конструкция, представленная учащимися школы №853 Зеленограда на выставке "ЭКСПО-Наука 2003".
 
"Ходовая часть" практически идентична нашей: шасси с двумя ведущими колесами, каждое - с приводом от своего мотора. Контроллер AT90S2313 управляет моторами через ключи на составных транзисторах.
 
Данный робот "отрабатывает" введенное с клавиатуры задание. Однако такую схему легко можно использовать и в других конструкциях, дополнив, к примеру, датчиками.

"Самоходный стенд" Ильи Реджепова. Фотография приводится специально для тех, кто следит за обсуждением проекта, с тем, чтобы понятно было, о чем идет речь.

Черепаха, построенная Эйхлером в 1955 г. могла реагировать на свет, звук и прикосновение, демонстрируя довольно сложное поведение.
 
Кроме того, одновременное воздействие двух раздражителей (прикосновения и звука) вызывало возникновение условного рефлекса.

Подробнее >>>

Конструкция по книге Дейва Хейзермана "Как самому сделать робот".
 
Изменения в конструкции по сравнению с оригиналом - радиоканал между зарядным устройством ("гнездом" - на верхнем фото) и роботом (при снижении заряда робот дает команду опустить вилку на уровень контактов), это сделано для того, чтобы робот в нормальном состоянии не утыкался в зарядную вилку. В оригинале линия связи была акустической.
 
Блок поиска зарядного устройства сделан на микросхемах от телевизионных пультов дистанционного управления, в "гнезде" стоит ИК-излучатель от ТВ-пульта.
 
Переделаны полностью блоки обхода препятствий и управления рулевыми колесами. Сильно изменен блок контроля заряда; схемы селектора и логических блоков оставлены, в принципе, без больших изменений, только переведены на КМОП-логику.
 
В системе управления двигателями вместо реле использован мост на парах транзисторов КТ972-973, управление мощностью - как в книге, с небольшими доработками. Управление рулевыми колесами переделано полностью, вместо обратной связи на герконах сделано что-то типа рулевой машинки с управлением изменением скважностью импульсов.

Давным давно, в далекой далекой галактике... С этих слов начинаются все фильмы великой космической саги "Звездные войны.

Сегодня поклонники фильма наизусть знают всех героев «Звездных войн». Добрыми помощниками людей в борьбе с темными силами Империи являются замечательные, неразлучные электронно-вычислительные друзья, герои-роботы R2D2 и универсальный переводчик, дроид-полиглот C3PO, которые никого не оставят равнодушными.

Предлагаем вашему вниманию комплект чертежей робота R2D2, присланный Романом Гусевым из Братска (metaldetector.bratsk-city.ru)

Первоначально создавался как домашний робот-помощник ("принеси-унеси"). Как и его тезка из "Короткого замыкания", имел подвижный корпус, но без "рук".

Имеет две гусеницы и подруливающее колесо сзади для маневренности. Каждый гусеничный блок может поворачиваться вокруг оси большого ведущего колеса, что дает возможность преодолевать уступы. Привод от моторов стеклоочистителей ВАЗ-2101.

Блок управления на базе IBM РС386 с самодельным интерфейсом. Питание внешнее, 220В. Работает по программе или по командам с пульта дистанционного управления.

Тяжелый гусеничный робот. Создавался, прежде всего, для изучения возможностей ряда конструктивных решений.

Гусеничные блоки связаны по парам и могут вращаться - робот может как бы встать на "пуанты". В каждом блоке по два электромотора - "дворники" от ВАЗ-2108 или ГАЗ. Таким образом, общее число ходовых двигателей равно восьми, что позволяло роботу легко толкать джипы и автобусы.

Привод на гусеничные блоки с помощью червячных редукторов (от бытовой лебедки), моторы все те же. Алюминиевые катки и траки для гусениц изготовлены на заказ.

Грузоподъемность руки - 60-70кг (в основе - все те же переделанные лебедки). На конце руки установлен еще один редуктор - это его шестерня видна на фото. Это как бы поворотный стол для исполнительного устройства. На нем может быть закреплен дополнительный манипулятор.

Питание от двух автомобильных аккумуляторных батарей по 42Ач, имеется конвертер с 24 на 220В для питания бортового компьютера.

Блок управления на базе IBM РС486 с интерфейсной платой Velleman. Возможно управление с ИК-пульта на 15 команд.

Легкий колесный робот-прототип. Имеет 6 "конечностей" - блоков мотор-колесо. Каждый из блоков может поворачиваться вокруг оси: передняя и задняя пары имеют для этих целей сервоприводы, средняя пара просто подпружинена. Колеса закреплены на моторах "дворников" ВАЗ-2110, в сервоприводах стоят моторы стеклоподъемников от Крайслера.

Управление подвеской пока ручное, в перспективе - автоматическое от датчиков локации, т. е. при приближении к препятствию колесо будет подниматься вверх. Сейчас робот отлично преодолевает неровности дорог размером с бордюрный камень или лестничный уступ, а также балки, бревна и т.п.; с автоматикой проходимость будет гораздо выше.

Управление роботом пока дистанционное, по радио (4 команды). В ближайшей перспективе предполагается возможность автономной работы с управлением от бортового компьютера. Назначение - свободный поиск и разведка, как развитие - транспортный робот. Возможна установка дополнительных манипуляторов, а также специализированных исполнительных устройств (например, для уборки снега или мусора).

В "Номере 8" учтен опыт работы с "Номером 6". Так же, как и "Номером 6", этот робот оснащен "рукой"-манипулятором большой грузоподъемности, на конце которой установлен поворотный вращающийся стол для установки исполнительного устройства.
 
По сравнению с предшественником, робот получился более легким, компактным и маневренным.
 
Помимо дистанционного управления, возможна автономная работа робота с управлением от "бортового компьютера" (на фото не показан), который устанавливается над блоком аккумуляторов. В настоящее время используется компьютер IBM РС486 с интерфейсной картой Velleman K8000.

MR-803 является дальнейшим развитием "Номера 8". По сравнению с прототипом, повышена надежность конструкции (например, пластмассовые шестерни в редукторах заменены на стальные), улучшена электромеханическая часть, усовершенствовано программное обеспечение.
 
Робот получился достаточно универсальным (см. фото 1): в зависимости от решаемой задачи он может быть оборудован соответствующим набором датчиков и исполнительных устройств.
 
К примеру, для участия в презентации "Терминатора-3" была сделана модель "робота-охранника" (см. фото 2). В этом варианте робот может быть оборудован детектором движения, а в качестве исполнительных устройств нести полноразмерные макеты пулеметов Дягтерева, генератор световых эффектов, стробоскоп, звуковой процессор (имитация звуков выстрела, сирена и пр.).
 
Работая в автономном режиме, робот может имитировать "охрану периметра", обнаружение вторжений и "уничтожение" нарушителя.
 
Замена набора датчиков и исполнительных механизмов позволяет изменить назначение робота. Так с "рукой", оборудованной ваккумным захватом (показан на фото 2; декоративные и защитные кожухи сняты), робот "умеет" раздавать рекламные листовки и может быть использован на выставках и других подобных мероприятиях.
 
Поскольку "рука" является съемной, она оснащена собственным контроллером и, получив команду от главного компьютера или с пульта дистанционного управления, может работать в "автономном" режиме. Контроллер руки в этом случае, на основании информации от датчиков, самостоятельно управляет двигателями "плеча", "локтя", рабочего стола и вакуумным захватом.

"Роботизированный" вариант вездехода "Тайга", выпускаемого заводом "Огонек". Интересна система обнаружения препятствий, которой оборудован робот. Основу систему составляют четыре ИК-локатора (спереди, сзади, справа, слева), которые периодически (с частотой 1кГц) сканируют пространство пачками импульсов. Дальность обнаружения препятствий около 10см. Система позволяет роботу избегать столкновения с препятствиями как при автономном движении, так и в режиме ручного управления, поскольку имеет приоритет даже над командами оператора.

Подробнее от этом проекте

Как говорят наши братья по разуму, это в первую очередь - fun. Т.е. в прямом смысле этого слова: просто нравится и все. Да и вообще, большой разницы между этим и аналогичными проектами, нет. Но... в отличии от подавляющего числа собратьев, перед этим экземпляром еще стоит задача не упасть с лестницы. Как это на первый взгляд и не удивительно, но такая элементарная для человека операция, становится проблемой для робота.

Конечная задача проекта: Робот должен уметь оптимально быстро посетить все точки стола или комнаты и при этом не повредить себя или сломать посторонние предметы. Конструкция не обязательно должна быть очень красивой, но надежной, устранение повреждений при падении со стола не должно занимать больше, чем десять минут.

После анализа различных вариантов механической схемы, выбрана трехколесная: пара ведущих колес, каждое управляется своим мотором с редуктором и небольшое, свободно вращающееся вокруг вертикальной оси, колесо, просто опорное. Контролируя напряжение на обоих моторах, можно выполнять любой маневр: разворот в любую сторону, просто движение назад, ну и вперед конечно.

Управление осуществляется RISC микроконтроллерами от Atmel. Выбор был прост - дешевый starter-kit, снимал проблемы с программатором и прочие ненужные сложности. В качестве рабочей лошадки используется AT90S8515 и AT90S8535.

Относительное позиционирование робота осуществляется по измерению пройденного расстояния каждым из колес. Для этой цели на каждую из осей посажены диски с прорезями аналогичными тем, что стоят в "мышах". Фактически и внутренний контроллер мыши используется в роботе по прямому назначению - считывает информацию с дисков и посылает ее в стандарте PS/2 контроллеру.

Подробнее от этом проекте - на http://www.famua.com/grumbler/robot.html

Очень интересное решение для робота, ищущего свет.
 
В исходном состоянии он стоит на выдвижной опоре и поворачивается вокруг своей оси. Обнаружив источник света, робот останавливает вращение, опускается на колеса и движется в сторону источника до тех пор, пока не достигнет его.

Подробнее от этом проекте - на http://www.myrobot.by.ru/

Суть мехатроники - интеграция механических, электронных и компьютерных систем для решения поставленной задачи. В Инженерно-технологическом колледже Бригемского университета (Юта, США) темой курсовой работы по мехатронике было создание модели робота-погрузчика. Робот, действуя на модели "фабрики" (на фото), должен уметь по цвету и штрих-коду обнаружить требуемую палету, снять ее со штабеля, перевезти и установить на нужное место, избегая при этом столкновений с препятствиями и другими роботами.
 
Соответственно, робот должен уметь ориентироваться на "фабрике", двигаться вдоль линий, распознавая "перекрестки" и поворачивая в нужную сторону, распознавать цвета и штрих-коды, обнаруживать и правильно реагировать на препятствия, и так далее.
 
Каждая курсовая работа содержит подробное описание конструкции, алгоритмов ее работы, тексты программ и пр.

Articulated Autonomous Miniature Forklift. Jason Dahl & Allen Raines. Курсовая работа по Введению в мехатронику (MFET548). Декабрь 1998
 
AAMF - "сочлененный автономный миниатюрный погрузчик". Особенность конструкции шасси в том, что корпус состоит из двух одинаковых модулей, соединенных шарниром, при этом поворот машины осуществляется изменением угла в сочленении между передним и задним модулями (как у "Кировца").
 
Система управления робота построена на основе Handy Board - набора на базе микроконтроллера Motorola 68HC11.
 
Систему управления обеспечивают информацией система позиционирования (обнаружение и отслеживание линии, управление поворотами, учет пройденного пути и положения ножей) и система локации (контролирует положение палеты, а также других роботов и препятствий).
 
Скачать (англ. pdf 2.3Мб) >>>

Jack Diesel: An Autonomous Miniature Forklift. Jeff Dabling, Brian Fielding, Blake Hale. Курсовая работа по Введению в мехатронику (EET548). Декабрь 2000
 
Конструкция шасси очень простая, с независимым приводом на два ведущих колеса. "Бортовой компьютер" - на базе микроконтроллера Motorola 68HC11.
 
Корректность функционирования робота достигается за счет грамотного сочетания типа и положения датчиков с выбором алгоритмов управления. К примеру, погрузчик не имеет счетчика пройденного пути, навигация осуществляется путем "узнавания" характерных точек маршрута движения. Интересным решением является также использование сканера штрих-кодов в качестве локатора для обнаружения препятствий.
 
Скачать (англ. pdf 1.3Мб) >>>

ABOR: Autonomous Bottle Opener Robot. Clerc Jean-Philippe. University of Florida, Intelligent Machines Design Laboratory
 
Автономный робот - "открывальщик бутылок", выполняющий функции "помошника бармена". Робот курсирует взад-вперед по барной стойке и, обнаружив стоящую на ней бутылку пива, открывает ее и ставит перед клиентом.
 
Скачать (англ. doc 6.5Мб) >>>