Это позволит не только сократить потребление энергии и время подъема, но и обеспечить максимальный комфорт при обеспечении безопасности пассажиров (даже в экстренных ситуациях).

VII Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Машиностроительная компьютерная

РАЦИОНАЛЬНЫЙ РАСКРОЙ ПЛОСКОЙ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ

ВЫТЯЖКИ ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО СТАКАНА

Предмет исследования - поиск оптимальных решений при вытяжке эллиптического стакана путем радиального течения.

Методы исследования: изучение литературных данных и использование формул построения эллипсов в T-FLEX.

Цель – изучить процесс вытяжки эллиптического стакана и на этой основе создать контур листовой заготовки, при вытягивании которого не образуется складок. В программе T-FLEX показать промежуточные этапы вытягивания стакана и построения контура для заготовки.

Описание работы:

В работе решалась задача подбора листовой заготовки оптимальной формы для вытяжки эллиптического стакана с равной высотой стенок. Для этой цели изучалась теория происходящих процессов. В Т-FLEX смоделированы некоторые моменты процесса вытяжки эллиптического стакана, а также выполнена анимация построения эллиптического контура.

Машиностроительная компьютерная графика

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ МНОГОЗВЕННОГО РЫЧАЖНОГО

МЕХАНИЗМА ПРИВОДА НАРУЖНОГО ПОЛЗУНА ПРЕССА ДВОЙНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Цель работы: в системе 2D моделирования T-flex 10 создать чертеж четвертой части исполнительного механизма прижимного ползуна пресса двойного действия, анимировать чертеж, изучить принцип работы модели данного механизма.

Методы: моделирование в среде T-flex 10.

Этапы работы:

- вычерчивание объекта в соответствии с размерами и параметрами ;

- анимация чертежа механизма;

- изменение длины рычагов для получения наилучшего результата;

- применение нового типа объекта в программе T-flex 10 – «график», который представляет собой функцию из набора точек в собственной двухмерной системе координат (график предназначен для хранения или отображения результатов моделирования).

Результаты:

- Создан чертеж многозвенного рычажного механизма в среде 2D моделирования T-flex 10.

- Произведена анимация чертежа.

- В режиме анимации показана траектория главного исполнительного звена.

- Продемонстрированы принципиальные возможно программы T-flex 10.

- Получены графики текущего перемещения заданной точки от угла поворота главного кривошипа.

- Получен график наилучшего результата, который может быть достигнут данным механизмом, путем сравнения получаемых результатов.

Функционирование механизма и автоматическое построение графиков выполняется без аналитического описания движения звеньев.

Практическое применение.

Созданная в данной работе графическая анимационная модель позволит ещё на этапе проектирования выполнять анализ работоспособности многозвенного рычажного механизма, привода наружного ползуна, пресса двойного действия.

Анализ автоматически получаемых графиков позволяет рационально подобрать длины рычагов, обеспечивающих требуемое функционирование данного механизма.

VII Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭВОЛЬВЕНТНОЙ И КРУГОВОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ СРЕДСТВАМИ

КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Работа относится к разделам «Детали машин» и «Компьютерная графика». В ней рассматриваются проблемы, достоинства и недостатки эвольвентного и кругового зубчатого зацепления с точки зрения оптимального сочетания геометрических и эксплуатационных характеристик. Проблема является актуальной, поскольку большинство механических передач в машиностроении представляют собой зубчатые передачи. Решение проблемы принесет практическую пользу в части оптимизации геометрических параметров зубчатых зацеплений.

Цель и задачи работы:

1. Посредством теоретического анализа литературных источников выявить закономерности функционирования эвольвентного и кругового зубчатого зацепления.

2. Средствами компьютерной графики выявить основные закономерности кинематики и геометрии эвольвентного и кругового зубчатого зацепления.

Описание работы.

Согласно гипотезе исследования ожидалось, что среди рассматриваемых мною компьютерных трехмерных моделей эвольвентного и кругового зубчатого зацепления удастся выбрать наиболее оптимальные варианты для различных условий эксплуатации. Установлено, что все они имеют свои плюсы и минусы.

В работе представлена разработанная 3D-модель эвольвентного и кругового зубчатого зацепления. Я убедился, что средствами компьютерной графики можно проводить математический анализ для получения сравнительных характеристик моделей зубчатых зацеплений.

Робототехника

МЕХАТРОННАЯ СИСТЕМА ПОМОЩИ И КОНТРОЛЯ

ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Основными задачами

представленной работы являются разработка и практическое создание роботизированной системы, в функции которой входят:

1) ориентирование в непосредственно близком пространстве;

2) автоматический анализ места нахождения обнаруженных препятствий;

3) автоматическая коррекция маршрута;

4) экстренное прекращение движения мобильной платформы в случае невозможности выполнения пункта 3.

Физическая основа работы заключает в себе явления излучения и отражения света, а так же способность большинства полупроводников к генерации ЭДС при попадании светового потока на их поверхность. В ходе работы были собраны датчики, состоящие из светодиода, излучающего световой поток инфракрасного диапазона и фотодиода, принимающего отраженный поток. Для обработки сигнала, поступающего от датчиков, используется микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем. В результате становится возможным определить расстояние до объекта по интенсивности отраженного светового потока. С помощью нескольких таких датчиков, возможно определение места нахождения объектов в пространстве.

Плюсы системы:

o Отсутствие шумового и светового загрязнения (ИК диапазон невидим для человеческого глаза).

o Высокая точность на небольших расстояниях.

o Доступность компонентов.

o Возможность дальнейшей доработки.

o Широкие возможности применения.

Минусы системы:

o Низкая точность определения объектов на средних и дальних дистанциях (зависит от мощности излучателя сигнала и отражательных свойств препятствия).

o Отсутствие возможности определения физических и геометрических характеристик объектов.

o Отсутствие возможности определения прозрачных препятствий.

В дальнейшем многие из указанных недостатков могут быть устранены с помощью дополнения системы ультразвуковыми датчиками.

VII Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Принципы, заложенные в основу разрабатываемой системы, могут быть использованы в любом транспортном средстве, для обеспечения безопасности его передвижения, а также служить опорной частью «зрения» полностью автономных роботизированных систем.

ПОИСК НОВЫХ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА

Мобильный робот - это одно из важных достижений человечества. Такие роботы позволяют попадать в места, которые недоступны человеку. Могут работать там, где сложно человеку. Они используются в различных сферах деятельности, в разных службах, да и в повседневной жизни. Через некоторое время они могут заменить многое в нашей жизни. Достаточно сложный процесс в создании робота занимает его моделирование. Для моделирования используют различные программы. Одной из них является T-Flex CAD 3D.

T-Flex CAD. Эта система является системой параметрического твердотельного моделирования, которая является продолжением проекта T-Flex CAD 2D. Моделирование осуществляется одновременно в 2D и 3D пространстве с последующим представлением плагина, используя фотореалистичное изображение проектируемого объекта.

Область и предмет исследования: области применения контрольного робота Pioneer P3-AT в специальных службах (в сельском хозяйстве и в других сферах деятельности, где сложно задействовать человека).

Цель работы: работа заключается в том, чтобы расширить область работ мобильного робота Pioneer P3-AT и модернизировать его.

Задачи:

3. Изучить Мобильный робот Pioneer P3-AT.

1. Провести поиск возможных областей применения мобильного робота Pioneer P3-AT.

2. Разработать его графическую модель в программе T-Flex CAD 3D.

Метод исследования: контрольно графическое моделирование при помощи программы T-Flex CAD 3D.

В программе T-Flex CAD 3D выполнено построение модели мобильного робота Pioner P3-AT и его модификаций. Рассматриваются области его применения.

Главный результат:

Робототехника В этой работе создана графическая модель мобильного робота Pioneer P3AT. Предложены варианты его дальнейшей модернизации. Также найдены оптимальные области его применения.

ПРОГРАММА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ

НА БАЗЕ КОМАНД НА ЕСТЕСТВЕННОМ ЯЗЫКЕ

Написание программы для захвата звуковых колебаний.

Запись эталонов слов.

Прикрепление команд по смыслу к записанным словам.

При получении звукового сигнала, поступающие колебания сравниваются с записанными эталонами.

После сравнения выдается отчет о результате сравнивания:

если результат положительный, то есть звуковая диаграмма соответствует, или приближенно соответствует, диаграмме одного из эталонов, то роботу передается команда, соответствующая смыслу произнесенного слова;

если результат отрицательный, то выдается сообщение об отсутствии соответствующей команды.

Положительные стороны:

управление роботом или устройством «без рук»;

возможность передачи команд на расстоянии;

Отрицательные стороны:

человеко-зависимость (тембр голоса и манера произношения);

требуется произносить слова сходно с эталонами (интонационная зависимость), так как на этапе сравнивания поступающей диаграммы с эталоном, могут возникнуть проблемы с распознаванием команды.

Полезность применения: принципы, заложенные в данной программе, могут существенно упростить взаимодействие человека с роботом или с другими устройствами. Подобная ситуация может возникнуть при невозможности тактильного контакта с устройством, то есть при определенных условиях работы или при недееспособности оператора.

Результат работы: в среде программирования Delphi разработана и испытана программа для управления роботом с помощью человеческой речи.

VII Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

МГТУ «Станкин», к.т.н. Поливанов Александр Юрьевич Предметом исследования в данной работе является мехатронный электропривод на основе шагового двигателя. В качестве управляющего устройства выступает универсальный однокристальный микроконтроллер семейства mcs-51.

Целью работы является проектирование и создание экспериментального образца устройства управления шаговым двигателем на основе микроконтроллера.

Описание работы. Работа посвящена разработке устройства управления шаговым двигателем с микроконтроллерным управлением. Использование микроконтроллера позволяет реализовывать различные алгоритмы управления шаговым двигателем и позволяет упростить аппаратную часть устройства.

Такой подход называется мехатронным. Устройство имеет режим ручного управления, когда команды о движении подаются с помощью кнопок управления. Возможно, также, подключение устройства к компьютеру через последовательный интерфейс. Шаговый двигатель имеет четыре униполярные обмотки, ток которых коммутируется четырьмя транзисторами. В качестве главного результата предполагается создание экспериментального действующего образца устройства управления шаговым двигателем. В качестве нестандартных решений в работе, можно отметить использование МОПтранзисторов с логическими входными уровнями управления на входе для коммутации обмоток шагового двигателя.

Практическое применение. Разработанное устройство управления может применяться во многих областях, где требуется применение простых электроприводов небольшой мощности. Разработанный алгоритм управления позволяет управлять большим количеством известных шаговых двигателей.

Робототехника

МОБИЛЬНЫЙ РОБОТ, КАК РОБОТ-ПОВОДЫРЬ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С

ПОЛНОЙ ИЛИ ЧАСТИЧНОЙ ПОТЕРЕЙ ЗРЕНИЯ

Работа относится к разделам таких фундаментальных наук

, как: физика, информатика; и к таким прикладным, как: робототехника, мехатроника, компьютерная графика. В исследовательской работе рассматривается проблема создания робота-поводыря для помощи в передвижении людей с полной и частичной потерей зрения. Тема решения такого вопроса, как проблема передвижения людей с ограниченными возможностями будет актуальна всегда.

Цель работы: разработка концепции и предложений по созданию мобильного робота для людей-инвалидов – робота - поводыря.

Методы исследования: сбор необходимой информации, исследование проблем слепых людей, создание демонстрационного материала компьютерно-графической модели, ознакомление с действующими моделями мобильных роботов.

Исследование состоит из нескольких разделов.

В первом разделе рассказывается о применении роботов для помощи слепым людям, ведь слепота-одно из распространенных заболеваний.

Во втором разделе описывается структурная модель и общая концепция робота-поводыря. Основные функции в составе мобильных роботов:

транспортная, информационная, технологическая, коммуникационная, интеллектуальная, энергетическая и другие вспомогательные. В конце раздела приведена схема, представляющая краткое представление о содержании второго раздела.

В третъем разделе описывается структурная реализация и предложения по аппаратной реализации робота-поводыря.

Главным результатом проделанной работы является разработка структурной модели робота-поводыря и предложения по его практическому использованию и реализации.

VII Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ

МАШИНОСТРОЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕОСЕНСОРА

МГТУ «Станкин», к.т.н. Поливанов Александр Юрьевич Область и предмет исследования: Система обработки видеоинформации в информационной системе роботов Цель работы: Разработка эффективной системы распознавания типовых деаталей машиностроения Задачи:

1) Обосновать необходимость применения систем распознования деталей в современном автоматизированном машиностроении 2)Изучить методы распознавания плоских деталей на основе информации от видеодатчиков 3) Разработать ПО для распознавания определенного класса объектов, применяемых в сборочном роботизированном производстве Метод исследования: Цифровая обработка изображения, программирование на языку Delphi 7.0.

Рассматриваемые явления и применение методов: на заре робтотехники использовались датчики основанные на контакте с объектами и требовалось оснащение роботов бесконтатнными сенсорами, например, УЗ дальномерами, лазерные дальномерами, СТЗ для повышения эффективности использования роботов в производстве и не только.Наиболее удобным типом бесконтактных сенсоров является СТЗ (система технического зрения). Однако существуют некоторые сложности применения СТЗ такие как, например, надежность и быстродействие, но они незначительны в сравнении с перспективностью данногй системы.

Главный результат: Получена работоспособная система распознавания плоских деталей машиностроения, которая может применяться в роботизированной сборке. Достоинством этой системы также является то, что она может применятся и в других областях, где требуется распознавание объектов, например, медицина или астрономия.

Информационные технологии в технике Информационные технологии в технике

СОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫ-МАКЕТА, УПРОЩАЮЩЕЙ ПРОЦЕСС

СОЗДАНИЯ ПРОГРАММ ШИФРОВАНИЯ И ДЕШИФРОВАНИЯ НА

VISUAL BASIC

Задачи работы. На основе свойств преобразований математических матриц создать программу, шифрующую и дешифрующую текст.

Краткое описание работы. В данной работе было выполнено:

- Поиск и изучение информации в сети Интернет по теме «Аналитические преобразования на основании матричных исчислений».

- Изучение основ программирования в среде Visual Basic как компонента программы Microsoft Office Excel 2003.

- Составление программы шифрования и дешифрования в среде Visual Basic на основе знаний о математических матрицах и их свойствах.

Краткое описание интерфейса пользователя. Использовалась Среда Visual Basic и её компоненты (кнопки, изображения, поля ввода-вывода данных и т.д.).

Особенности работы.

Самостоятельное изучение и анализ сложного материала, самостоятельное написание программы на ранее неизученном языке программирования.

Главный результат работы.

Получены важные теоретические знания о программах, шифрующих и дешифрующих информацию. Создана программа-макет, которая позволит в будущем намного упростить процесс создания подобных программ на Visual Basic и схожих с ним языках программирования.

Требуемые аппаратные ресурсы:

PC, Windows XP Professional Service Pack 2, Microsoft Office Excel 2003, Visual Basic Формат продукта:

.xls (Лист Microsoft Office Excel).

Размер продукта: