Робот-андроид "Halley v2"

Робот-андроид
Даты проведения
с 2017-01-10 по 2017-06-28
Валиева Лилия Зиннуровна Инженерный лицей КНИТУ-КАИ для одаренных детей

Робот гуманоид "Halley" - продукт инженерного творчества, где конструирование и программирование не могут существовать друг без друга. Незапрограммированный робот - это просто куски фанеры, соединенные сервомоторами, а программа без робота - это набор символов на экране монитора. Именно поэтому, мы считаем, что наш проект относится к категории "Internet of Things".

Ход работы:

Halley - робот-гуманоид, изготовленный из прочных и гибких материалов. Он использует стандартные компоненты (двигатели и электронику) и конечности, напечатанные на 3D принтере. Корпус робота изготовлен из фанеры; «лицо» робота – это глаза – светодиоды. Пока робот управляется одноплатным компьютером Arduino Mega при помощи инфракрасного пульта.
Первым шагом была разработка конструкции робота. Так как проект робота является открытым, то у нас имелась полная 3D-модель, однако нам пришлось ее изменить, чтобы адаптировать под имеющиеся комплектующие. На основе 3D-модели были сделаны чертежи каждой конечности, тела и головы в программе Corel Draw. Использование данного графического редактора было обусловлено тем, что детали робота планировалось вырезать при помощи лазерного гравера.
Изначально робот был сделан из оргстекла, однако позже мы отказались от этой идеи, так как использование этого материала значительно увеличивает вес конструкции, а значит и себестоимость, поскольку в этом случае требовались бы более дорогие сервомоторы с большим крутящим моментом. На данный момент робот выполнен из 3–х миллиметровой фанеры; его вес составляет порядка 3 килограмм при росте в 80 сантиметров.
У робота имеются локтевые, коленные, тазобедренные, голеностопные суставы. Роль эти суставов выполняет 21 сервомотор. Робот может вращать головой как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Питание робота пока осуществляется настольным блоком питания.
Для управления роботом используется плата Arduino Mega. Соответственно, программирование ведется целиком через собственную программную оболочку (Arduino IDE). То, что сейчас умеет делать робот, Вы увидите на видео. Ссылка на видео в п. 30.
На данный момент мы работаем над введением в робота обратной связи путем модификации имеющихся сервомоторов. Обратная связь позволит нам более качественно и точно управлять роботом.

https://cloud.mail.ru/public/8ei5/9VGoczBYK
https://cloud.mail.ru/public/MsMd/Gf15dYTX8
https://cloud.mail.ru/public/7zdj/UtHeNRRkb
https://cloud.mail.ru/public/Jodx/Adtb6YvGc
https://cloud.mail.ru/public/3uHt/2J3LeZ298
https://cloud.mail.ru/public/8Xd7/imS52NWhM
Данный проект - открытый проект западных студентов. Однако он имеет ряд недостатков - дороговизна представленных комплектующих, отсутствие обратной связи и датчиков, а самое главное - робот "не умеет ходить". В нашем проекте мы исправляем эти недостатки.
"1. Научиться проектировать, моделировать и программировать. 2. Разработать антропоморфного робота и написать для него программу."
"1. Изучить существующий рынок антропоморфных роботов. 2. Переработать конструкцию робота. 3. Написать программу для разработанного робота. 4. Ввести обратную связь. 5. Оснастить робота различными датчиками. 6. ""Научить"" робота ходить."
"Разумные машины незаметно для человечества вошли в нашу жизнь: роботы уже сегодня выполняют тяжелую работу в условиях, исключающих присутствие человека - воюют, учат, осваивают космос, помогают лечить и спасать людей. Думается, в будущем они заменят Homo sapiens и в более ""тонких"" сферах таких, как кулинария или искусство. На данный момент существует достаточно большое количество и человекоподобных роботов. Среди них выделяются робот ASIMO , который способен передвигаться со скоростью быстро идущего человека — до 6 км/ч; робот гуманоид QRIO , знающий 60000 слов на разных языках мира. Особо стоит отметить робота Pepper, который разносит кофе в японских кафе, лечит и развлекает больных в клиниках США, а также учится в школе вместе с китайскими школьниками."
"1. Разработана конструкция и программа для человекоподобного робота, который имитирует ходьбу человека, хлопает в ладоши и пожимает руку. 2. Модифицированы сервоприводы: введена обратная связь. Отдельно разработана рука робота с обратной связью, написана программа. Теперь мы можем более точно управлять роботом и в зависимости от полученной информации корректировать углы поворота серводвигателей. 3. Мы научились работать в графическом редакторе, CAD-системе, а самое главное - программировать. https://cloud.mail.ru/public/AG8F/pJex3ipWw"
"Робот Halley - это человекоподобный робот, который планируется использовать в сфере детских развлекательных и образовательных услуг. Какой ребенок не мечтает увидеть на своем празднике гостя-робота, который поздравит его с днем рождения, научит танцевать, поиграет в футбол и просто пообщается с ребенком. В перспективе робот будет автономно ходить, но для этого нам требуются более мощные сервомоторы, чем мы имеем на данный момент и гироскоп. Также планируется оснастить робота камерой, микрофоном, датчиком распознавания речи. В ближайшие полгода мы модифицируем все 21 сервопривод и полностью введем в робота обратную связь. Более того установим и запрограммируем датчик распознавания голосовых команд, чтобы иметь возможность управлять роботом при помощи голоса."
"Программное обеспечение: 1. Графический редактор Corel Draw 2. CAD-cистема КОМПАС - 3D 3. Среда разработки Arduino IDE Оборудование: 1. 3D - принтер для печати конечностей 2. Лазерный гравер для нарезки деталей робота 3. Лабораторный блок питания 36В-3А Материалы 1. Плата Arduino Mega. Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega2560. Плата имеет 54 цифровых входа/выходов, 16 аналоговых входов,4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. 2. Сервоприводы Hitec HS-485HB. Под сервоприводом чаще всего понимают механизм с электромотором, который может повернуться на заданный угол и удерживать это положение. Используемый сервопривод имеет крутящий момент равный 4,8кг/см. 3. Светодиоды (красные/синие) - 3В, 3мА. 4. Фанера 3мм. 5. Винты, гайки М3. 6. МР3 плеер Датчики 1.ИК-приемник/передатчик. 2.Фоторезистор. Используется в ладони робота для рукопожатия. Запрограммирован так, что при прикосновении к ладони в месте закрепления датчика, робот начинает пожимать Вам руку. 3.Ультразвуковой дальномер. Генерирует звуковые импульсы на частоте 40 кГц и слушает эхо. По времени распространения звуковой волны туда и обратно определяется расстояние до объекта. В случае приближения человека робот здоровается с ним."
О проекте

Проект опубликовал

Целевая аудитория

школьники 8-11 класс абитуриенты студенты специалисты преподаватели

Специализации

Компьютерная графика 3D технологии Промышленный дизайн Радиоэлектроника Робототехника Программирование Конструирование Изобретательство

Области знаний

Биология и науки о Жизни Математика и информатика Техника и инженерные науки Физика и астрономия Другое Микроэлектроника