Робот для прокладки коммуникаций «TechnoWorm D200»

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 7–9 классов

Направление работы: Робототехника

Авторы работы: ГБОУ Школа № 2070

Email: Написать

Предметы: Физика, Информатика

Классы: 7 класс

Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Существует огромная потребность в строительстве подземных коммуникаций в условиях плотной городской застройки. Наличие большого количества автомобильных дорог и построек существенно сокращает возможность применения технологий, при которых необходимо производить рытье траншей и котлованов. Бестраншейные технологии хоть и развиваются, но имеют существенные недостатки.

Цель

Смоделировать и распечатать на 3D-принтере нужные детали и в дальнейшем собрать из них макет робота-червя для прокладки подземных коммуникаций.

Задачи

Научиться пользоваться программой для 3D-моделирования Autodesk Fusion 360.
Изучить принципы работы применяемого на данный момент оборудования для прокладки подземных коммуникаций.
Применить полученные знания для моделирования робота-червя.
Изучить и применить на практике технологию 3D-печати аддитивным (FDM) методом.
Изучить работу бесколлекторных и коллекторных моторов, драйверов, двигателей, микроконтроллеров с WI-FI интерфейсом.
Используя полученные знания, собрать схему управления и запрограммировать микроконтроллер для управления моделью со смартфона или компьютера.
Провести комплексные испытания и устранить выявленные недочёты.
Оформить презентационный материал для защиты проекта.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

3D-принтер Prism Home Dual
3D-принтер FELIX
Паяльная станция Lukey 852D+

Инструменты:

Набор шестигранников
Напильник
Штангенциркуль
Кусачки
Плоскогубцы
Вороток
Клещи для снятия изоляции
Программа «Компас-3D»

Описание

Первым этапом создания проекта стало освоение 3D-проектирования и моделирования в инженерной конструкторской среде Fusion360, создание «червя» и печать его частей на 3D-принтере. На этом этапе авторы работы научились составлять эскизы, чертежи и работать с ними.

Второй этап – работа с электроникой. На этом этапе авторы работы выполнили выбор микроконтроллера, изучили его работу, возможности по управлению двигателями и подобрали драйверы к ним, изучили язык программирования C, создали микропрограмму и т. д.

Третьим этапом стала сборка всех компонентов, тестирование всех режимов работы моторов.

Результаты работы/выводы

Собран макет головной секции и соединения между секциями. Головная секция самая сложная, т. к. содержит больше электронных компонентов (драйвер VESC для бесколлекторного мотора и сам мотор).

Перспективы использования результатов работы

Некоторые решения требуют дальнейших расчетов и экспериментов. К ним относится: экструдер трубы за роботом-червем, применение шнековых движителей для управления направлением.

Награды/достижения

Образовательный конкурс 3D БУМ – призёр