Проекты

Автоматизированный помощник «ТОЧКА» для занятий рисованием

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Инновации умного города. Умная школа» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Программирование, Автоматизация, Человеко-машинное взаимодействие
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1537
Предметы: Информатика, Робототехника
Классы: 9 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Рисование очень полезно для развития детей, особенно рисование карандашами. Используя разные оттенки, нажим, штриховку, ребёнок может более точно выразить свои художественные образы, настроение и при этом развить мелкую моторику, образное мышление, сбалансировать эмоциональное состояние. Рисование оказывает благотворное воздействие на детей с особенностями развития, различными заболеваниями. Все психологи однозначно рекомендуют детям рисовать и выделяют карандаши как наиболее предпочтительный инструмент.

Однако для маленького ребёнка или человека с ограниченными возможностями здоровья самостоятельная заточка карандашей невозможна либо сопряжена с определёнными трудностями, что выстраивает непреодолимую преграду в невероятно полезном для них творческом процессе рисования карандашами. Ребёнок лишается возможности продолжить рисование тогда, когда он чувствует к этому стремление. Эта проблема делает актуальной разработку автоматизированного помощника, обеспечивающего комфортное занятие рисованием.

Цель

Создание автоматизированного помощника-станции, который бы обеспечивал возможность детям и представителям маломобильных групп населения (МГН) комфортно рисовать карандашами, удобно хранить и затачивать их.

Задачи

  1. Проанализировать доступные аналоги, определить их достоинства и недостатки.
  2. Разработать механизм автоматической точилки.
  3. Создать корпус-станцию для размещения роботизированного механизма, принадлежностей для рисования и хранения карандашей.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Робототехнический набор LEGO Mindstorms EV3
  • Фанера 6 и 3 мм
  • Циркулярная пила
  • Фреза
  • Электрический лобзик
  • Столярный клей
  • Шурупы 10 и 15 мм

Описание

В процессе выполнения проекта изготовлено изделие в составе следующих крупных частей:

- автоматическая точилка для карандашей;

- настольный мольберт с регулируемым углом наклона планшета, одновременно являющийся корпусом для точилки.

Конструкция роботизированной части выполнена по принципу конвейера, на котором карандаши по одному заезжают в захват, в качестве которого были использованы миниатюрные пассатижи, а затем захват задвигает карандаш в точилку, которая, вращаясь, снимает с него слой древесины. После заточки захват выдвигает карандаш наружу и готов к следующему, лежащему на конвейере.

В части программной реализации автором разработана специальная программа в среде LEGO Mindstorms. Программа при помощи датчика нажатия и управления кнопками на контроллере позволяет автоматически точить несколько карандашей подряд. Программу можно логически разделить на три части, обеспечивающие поддержку следующих функций:

  1. загрузка карандашей;
  2. подача карандашей к захвату;
  3. заточка карандашей.

Результаты работы/выводы

Результатом стала функциональная и полезная для творчества роботизированная станция, поддерживающая несколько функций, облегчающих удовлетворение творческих потребностей. Разработанный программно-аппаратный комплекс существенно облегчит процесс рисования как детям, так и представителям маломобильных групп населения, поможет творческим личностям больше концентрироваться на своём занятии, не отвлекаясь на технические трудности. В случае широкого применения разработанного устройства можно рассчитывать на рост интереса к творчеству, более активному использованию карандашей как наиболее простого и полезного инструмента для рисования.

Перспективы использования результатов работы

Изготовленный продукт протестирован с привлечением детей в возрасте от 4 до 8 лет. При использовании продукта были отмечены:

- высокие эргономические характеристики: наличие отсека для хранения принадлежностей, возможность регулировки угла наклона рабочей поверхности мольберта, удобство заточки карандашей, регулируемый угол наклона рабочей поверхности мольберта, удобство доступа к органам управления и к механизму – для технического обслуживания;

- многофункциональность устройства: возможность осуществить заточку карандашей, не прерывая процесс рисования.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Компания образовательной электроники «ЛАРТ»

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Форум научной молодёжи «Шаг в будущее» – призёр.

Открытая московская инженерная конференция «Потенциал» – призёр.

Городской конкурс «Город возможностей»  – призёр

Мнение автора

«Выполнение инженерного проекта позволило применить имеющиеся знания в области робототехники и программирования к решению реальной практической задачи, облегчающей повседневную жизнь»