Проект "Робот Лего рисует геометрические фигуры"

Гусева Арина Александровна


Руководитель:

Сапожникова Наталья Владимировна

Робот LEGO рисует геометрические фигуры

Mashurina Yuliya G.
Guseva

Arina A.
Руководитель: Сапожникова Наталья Владимировна, учитель информатики, м. т. 8-911-041-9381, natal_sup@mail.ru

Россия, г. Великий Новгород, МАОУ «Гимназия «Эврика»,
улица Большая Санкт-Петербургская, дом 94,
(8-816) 62-84-46; temp3@Yandex.ru

которой можно заниматься программированием и робототехникой.
Мы занимаемся робототехникой первый

год. В декабре мы ездили в Санкт-Петербург на Зимние состязания роботов, участвовали в соревнованиях в номинации «Кегельринг» , но к сожалению не стали призерами, хотя были близки . Но мы не отчаиваемся, сейчас готовимся к «Лабиринту».
В Санкт-Петербурге мы увидели выставку роботов и загорелись идеей сделать что-нибудь этакое!!! И решили – наш робот будет рисовать!

оснащенного пером (маркером), оставляющим след во время движения робота.
В процессе

исследования решена задача организации движения и построения роботом основных геометрических фигур методом подбора данных для расчета угла поворота и длительности движения робота.
Поставлена задача автоматического расчета роботом данных для поворота на произвольный угол, вычисляемый по математической формуле, что даст возможность осуществлять движение робота по заранее заложенной в программе математической функции.

Работа проводилась с использованием роботехнического набора Lego Mindstorms NXT 2.0 и средой программирования RobotC.

по плоскости и оставлять за собой след.
а)

осуществлен выбор центра тяжести робота;
б) первоначально собранный колесный робот был заменен на гусеничный для осуществления более точных поворотов;
в) выбрано место крепления маркера таким образом, чтобы при повороте достигалось минимальное отклонение маркера от траектории движения робота.

роботом прямой линии.
task main()
{
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = 100;
wait1Msec(1000);
motor[motorB] =

0;
motor[motorC] = 0;
}
При выполнении этой программы робот движется вперед в течении 1000 миллисекунд и рисует прямую линию.

роботом квадрата.
task main()
{
for(int i=0;i

= 0;
}
}

При выполнении этой программы робот рисует квадрат, однако точность движения маркера во время поворота нуждается в доработке.

роботом треугольника.
task main()
{
for(int i=0;i

= 0;
}
}

При выполнении этой программы робот рисует треугольник.

роботом окружности.
task main()
{

motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = 40;
wait1Msec(4000);
motor[motorC] = 0;
motor[motorB] =

0;

}

При выполнении этой программы робот рисует окружность радиусом примерно 45 сантиметров. Проведен эксперимент по изменению радиуса окружности с помощью изменения скорости моторов.

роботом эллипса.
task main()
{
for(int i=0;i

= 60;
wait1Msec(5000);
}
motor[motorC] = 0;
motor[motorB] = 0;
}
При выполнении этой программы робот рисует эллипс. Проведен эксперимент по изменению радиуса кривизны эллипса с помощью изменения скорости моторов.

роботом спирали.
task main()
{
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = 50;
wait1Msec(5000);
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] =

30;
wait1Msec(3500);
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = 20;
wait1Msec(2000);
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = 10;
wait1Msec(1000);
motor[motorC] = 0;
motor[motorB] = 0;
}
При выполнении этой программы робот рисует спираль.

робота из точки (0,0) в точку с произвольными координатами (x,

y).

task main()
{ int x0=0; int y0=0;
int x=30; int y=50; // (x,y)=(30,50)
int d; int alpha;
d=sqrt ((x-x0)*(x-x0)+(y-y0)*(y-y0));
alpha=atan((y-y0)/(x-x0));
nMotorEncoder[motorB]=0;
motor[motorB] = 100;
motor[motorC] = -100;
while(nMotorEncoder[motorB]<230/90*alpha);\\ поворот на нужный угол alpha
motor[motorB] = 0; motor[motorC] = 0;\\ стоп моторы
motor[motorB] = 100; motor[motorC] = 100;\\ движение в заданном направлении на заданную величину d
wait1Msec(d*1000);
}
Опытным путем мы установили, что при повороте робота на 90 градусов энкодер поворачивается на 230 градусов вокруг своей оси. Следовательно повороту на 1 градус соответствует 230/90 оборотов энкодера.

робота из точки с произвольными координатами (x, y, alpha) в

точку с произвольными координатами (x1, y1, alpha1), где alpha – угол поворота робота до начала движения.

Эта задача пока не решена, мы работаем над ее решением. Как только это произойдет наш робот сможет автоматически строить заранее заданные в программе графики математических функций и геометрические фигуры.

"Наука" , 2011, 263 с.
2. Индустрия развлечений: ПервоРобот. Книга для учителя

и сборник проектов. - LEGO Education.
3. Сайт http://www.lego.com/education/
4. Сайт http://www.legoengineering.com/
5. Сайт http://legomindstorms.ru/
6. Cайт http://nxtprograms.com
7. Сайт http://www.robotc.net
8. Сайт http://nnxt.blogspot.com

Литература