Проекты

Разработка и создание автоматизированного робота для сортировки мусора

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Инженерные решения
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2127
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Заболевания нервной системы, рак, генетические мутации  – всем этим награждает человека повседневный и, кажется, незаменимый спутник – пластик. К такому выводу пришли авторы первого крупного исследования о влиянии пластика на человеческий организм, опубликованного Центром международного экологического права.

В последние годы регулярно появляются свидетельства о разрушительном воздействии пластика на окружающую среду. Пластиковое загрязнение меняет нашу планету в худшую сторону. Именно поэтому очень важно находить решение экологических проблем в современном обществе, особенно в нашей стране, которая только начинает переходить на раздельный сбор бытовых отходов.

Цель

Создание прототипа робота, который способен решить задачу автоматизации сортировки бытового мусора.

Задачи

1. Создать рабочую группу проекта и спланировать её деятельность.

2. Разработать дизайн-проект робота и отдельных деталей схвата.

3. Создать рабочую модель в среде моделирования Fusion 360.

4. Разработать программу управления роботом.

5. Изготовить образец транспортного средства со схватом.

6. Провести тестирование образца на полигоне.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер

  • 3D-принтер

  • 3D-ручка

  • Пластик PLA

Описание

В ходе работы над проектом сформированы концепция проекта и основная инженерная идея. Проведены поиск аналогов и оценка конкурентной среды. Осуществлено 3D-моделирование для визуализации конструкции и проверки работоспособности.

Работа проводилась поэтапно, с использованием доступных ресурсов в условиях ограниченного времени. Команда начала рассматривать возможные варианты конструкции прототипа. Изучалась информация о конкурентах из открытых источников. После того как появилось чёткое представление модели, авторы начали создавать робота в среде моделирования Fusion-360. Следующими пунктами были печать и сбор деталей робота с помощью работы 3D-принтерa и 3D-ручки. Тестирование робота было проведено на полигоне. Робот показал достаточную работоспособность и выполнил несколько циклов, обеспечив сортировку четырёх видов упаковки в соответствующие контейнеры.

Результаты работы/выводы

Разработанная модель робота получилась заметно дешевле аналогов, выполняет поставленную задачу с достаточной точностью, что делает её конкурентоспособной и перспективной.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе планируется:

  • запатентовать полезное решение системы маркировки и типа метки;

  • создать серию мобильных сборщиков мусора на протяжённых участках дорог и на больших площадях;

  • проверить возможность переноса технологического решения и алгоритмов управления на водные и подводные поверхности на основе мобильных подводных роботов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИТУ «МИСиС»

Награды/достижения

1. Международная конференция «75-е Дни науки НИТУ «МИСиС» – победитель.

2. Конкурс «3D-БУМ» – призёр.

3. Конкурс «Будущее начинается сегодня» – призёр.

Мнение автора

«По ходу выполнения работы мы многому научились: 3D-моделированию в среде Fusion 360, печати деталей на 3D-принтере, использованию 3D-ручки. Повысили свои навыки программирования и научились слаженно работать в команде»