Проектирование и разработка действующей модели мобильного ракетного робототехнического комплекса

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, робототехника, микроэлектроника, радиотехника» среди групповых работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Робототехника, Приборостроение

Авторы работы: ГБОУ Школа № 1538

Предметы: Физика

Классы: 7 класс

Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 16−17 апреля 2018 года

Цель

Создание оригинального комплексного учебного пособия в виде действующей модели мобильного ракетного робототехнического комплекса (МРРК), предназначенного для перемещения и запуска модели ракеты «с колёс» в целях изучения основ робототехники и ракетомоделирования с военным уклоном.

Описание

МРРК разработан в следующих модификациях:

на пульте радиоуправления Futaba;
с автономным передвижением под управлением Arduino UNO с объездом препятствий при помощи ультразвукового датчика и подачей светового (светодиод), а также звукового (зуммер) сигналов;
автономное передвижение под управлением программируемого блока LEGO Mindstorms EV3 с объездом препятствий при помощи ультразвукового датчика и подачей звукового сигнала;
с системой автоматического ведения огня на ИК-управлении EV3-блоком.

Технические характеристики

1. Робототехническая платформа (РП), выполненная на базе робототехнического набора TETRIX, элементов наборов LEGO MINDSTORMS EV3 и LEGO MINDSTORMS NXT, платы Arduino UNO с шилдом моторов DK Electronics, а также элементов электронного конструктора «Знаток».

2. Действующая модель ракеты YELLOW STAR CRAYON ROCKET RTF EST001106 (ESTES) с максимальной высотой полёта 170 м.

РП обладает хорошей маневренностью, выполнена из прочного авиационного алюминия, имеет переднеприводную 4-колесную базу (два ведущих колеса и два ведомых омниколеса), оснащена двумя мощными электромоторами для передвижения и двумя сервомоторами (один – с редуктором) для радиоуправления пушкой или захватом (при перемещении грузов или самой ракеты на специально изготовленной NXT-тележке). При этом РП оснащена стартовым столом и направляющим стержнем для запуска ракеты, а также багажным отделением для транспортировки пульта управления запуском ракеты и съёмного захвата или ствола пушки.

РП также оснащена защитой в виде системы автоматического ведения огня (EV3-базуки) на инфракрасном управлении, стреляющей пластиковыми шариками, и радиоуправляемой пушки.

С помощью симулятора OpenRocket было проведено 3D-моделирование и анализ полёта модели ракеты ESTES.

Итоги

В завершение проекта были проведены успешные полевые испытания по запуску ракеты с РП. Всего проведено шесть запусков: два – без полезной нагрузки, два – с бортовой видеокамерой, два – с капсулой с муравьями-космонавтами.