Проекты

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
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

  1. Научиться пользоваться программой для 3D-моделирования Autodesk Fusion 360.
  2. Изучить принципы работы применяемого на данный момент оборудования для прокладки подземных коммуникаций.
  3. Применить полученные знания для моделирования робота-червя.
  4. Изучить и применить на практике технологию 3D-печати аддитивным (FDM) методом.
  5. Изучить работу бесколлекторных и коллекторных моторов, драйверов, двигателей, микроконтроллеров с WI-FI интерфейсом.
  6. Используя полученные знания, собрать схему управления и запрограммировать микроконтроллер для управления моделью со смартфона или компьютера.
  7. Провести комплексные испытания и устранить выявленные недочёты.
  8. 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