Fischertechnik ROBO TX ЭлектроПневматика: обзор конструктора

Share Button

Мы продолжаем серию публикаций о робототехнических конструкторах Fischertechnik. Сегодня в нашем распоряжении пневматический набор Fischertechnik Robotics 516186 ROBO TX Электропневматика (ElectroPneumatic).

Использовать энергию сжатого воздуха люди научились с древних времен. В современной промышленности пневматика активно применяется, например, в автоматизированных сборочных линиях.

Набор Fischertechnik 516186 ROBO TX ЭлектроПневматика позволяет познакомиться с основами электропневматики и вакуумных технологий. Чтобы сделать его робототехническим, нужно добавить контроллер (мы взяли его из конструктора ROBOTICS TXT Discovery set). Тогда можно будет не только разобраться с принципом действия пневматического привода, но и собирать роботов и модели конвейеров.

В этом обзоре мы расскажем о пневмотехнологиях для начинающих и соберем четыре модели роботов с пневмомеханизмами.

Состав набора Fischertechnik 516186 ЭлектроПневматика

  • Компрессор.
  • Электромотор.
  • Вакуумная присоска.
  • Электромагнитный клапан – 2 шт.
  • Оптический датчик цвета.
  • Пневмоцилиндр с пружиной – 3 шт.
  • Фототранзистор – 2 шт.
  • Лампочки – 2 шт.
  • Гибкий пластиковый желоб – 11 шт.
  • Пластмассовые детали для сборки конструкций.
  • Диск с инструкциями и дидактическим материалом.

Открываем набор, все детали упакованы в пластиковом контейнере и разложены по пакетикам.

pneumatic

Набор пластмассовых деталей и механизмов Fischertechnik ElectroPneumatic отличается от Fischertechnik Discovery Set. Все конструкции, предусмотренные набором, собираются на основаниях-пластинах. В комплекте две пластины 18*25 см.

DSC_0037

Соединительные провода, как и в других робототехнических наборах Fischertecnik, требуют предварительной подготовки. Вы самостоятельно делите двухжильный кабель на отрезки и подсоединяете штекеры. Шланг, по которому транспортируется воздух, также нужно нарезать самостоятельно ножницами или ножом.

Для работы с набором, дополнительно потребуются:

Пневматика для начинающих

Если вы не знакомы с пневматикой или демонстрируете возможности новичкам, то первое, что стоит сделать, — это рассмотреть пневмоцилиндр и провести несколько простых экспериментов, демонстрирующих движение с помощью воздуха.

На этой фотографии специфичные для пневматики детали: компрессор, пневмоцилиндры, электромагнитный клапан, шланги, вакуумная присоска.

FISCHERTECHNIK-pnevmatic

Внутри цилиндра находится поршневой шток с пружиной. Он герметичен благодаря уплотнениям в цилиндре. Воздух, входящий через штуцер, может двигать шток только в одном направлении. Пружина возвращает поршень в исходное положение. Такой цилиндр называется «цилиндром одностороннего действия».

Для выработки сжатого воздуха в наборе используется компрессор, который создает давление 0,69-0,79 атм. Если назначение компрессора не очевидно, можно попробовать выполнить его роль самостоятельно. Подсоедините шланг ко входящему штуцеру и сильно дуйте в него, приводя в движение поршень. Скорее всего этот опыт останется шуткой. Переходите к следующему эксперименту.

Выдвинете шток из цилиндра на всю длину, закройте штуцер для входа воздуха пальцем, отпустите шток. Пружина оттянет поршневой шток назад, но лишь на небольшое расстояние. Воздух в цилиндре сжался и препятствует движению поршня. Чем сильнее сжатие, тем выше давление воздуха в цилиндре.

Для распределения потока воздуха, поступающего в цилиндр нужны клапаны. Передвигая распределитель клапана в разные позиции можно менять направление движения штока за счет того, что воздух будет давить на поршень с разных сторон. В конструкторе клапаны управляются с помощью электромагнита.

Меня немного удивило то, что для крепления клапана к пластмассовому элементу в конструкторе используется клейкая лента.

DSC_0016 (2)

В инструкции к набору Fischertechnik ROBO TX ElectroPneumatic описано 4 модели: пневматический мотор, робот-сортировщик цветных деталей, маршрут для шариков и пинбол-автомат.

Пневматический мотор

Мотор, работающий на сжатом воздухе, похож на паровой двигатель. У него есть цилиндр, поршень, воздухозаборник и выпускной патрубок. Только вместо энергии пара — энергия сжатого воздуха. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательные движения поршня во вращение.

Пневматический мотор — самая простая модель, которую предлагается собрать из конструктора Fischertechnik ElectroPneumatic. Модель можно сделать в двух вариантах — с управлением через контроллер или без управления.

Так выглядит пневматический мотор без управления контроллером:

Пневматический мотор

Вид сверху:

Пневматический мотор

Этот и другие пневматические механизмы Fischertechnik работают с характерными промышленному производству звуками: шипением воздуха, выходящего из пневматических цилиндров и гулом компрессора. Собрав простую модель, вы уже можете насладиться ими.

Робот-сортировщик

Сортировка — стандартная задача для роботов. Автоматическая сортировка применяется на конвейерных линиях, при этом часто применяются вакуумные захваты.

Наш учебный робот Fischertechnik должен сортировать шайбы по цвету.

Роль захвата выполняет вакуумная присоска. Для создания вакуума собирается устройство из двух цилиндров, у которых поршневые штоки соединены между собой, — модель вакуумного насоса.

sortirivschik2

Для вращения манипулятора используется электромотор совместно с редуктором, а чтобы робо-рука опустилась или наоборот поднялась — пневматическая передача.

sortirivschik3

Каждую шайбу робот подносит к оптическому датчику цвета, чтобы отсортировать их по разным лоткам. Сенсор помещен в «темную камеру» для предотвращения засветки.

sortirivschik1

Чтобы робот автоматически прекращал роботу, когда шайбы закончатся, и возобновлял, когда появятся снова, в модели предусмотрен световой барьер. Он представляет из себя фоторезистор с направленным на него светом от лампы с фокусирующей линзой. Этот световой барьер используется и других моделях, описанных ниже.

Маршрут для шариков

В этой модели построены два маршрута, по которым металлические шарики катаются с горки. Шарик, скатываясь, может попасть на один из двух желобов трассы, и, соответственно, попасть в две разные конечные точки маршрута. Манипулятор должен переносить шарики с нижней части горок на верхнюю и работать непрерывно.

marshrut1

Манипулятор очень похож на используемый в предыдущей модели. Для проверки наличия шариков в конечных точках используются установленные в соответствующих местах световые барьеры.

marshrut2

Пинбол

Пинбол — популярная аркадная игра. Почему бы не собрать ее своими руками? Подсчет очков можно автоматизировать.

pinball

Лапки (флипперы), которыми игрок ударяет по мячику, приводятся в движение двумя поршнями, управляемыми кнопками.

DSC_0008

Для подсчета очков и количества попыток используются световые барьеры и датчик цвета.

DSC_0034

Скорость — вот, что нужно в этой игре. И не только реакции игрока, но и срабатывания пневматического привода. Под игровым полем находится дополнительный цилиндр, который используется в качестве емкости для хранения сжатого воздуха. Это необходимо для управления лапками при быстром многократном нажатии кнопок.

DSC_0028

Результаты и выводы

Конструктор Fischertechnik ROBO TX ElectroPneumatic совместно с контроллером ROBOTICS TXT– отличное игровое обучающее пособие, которое позволяет конструировать модели на основе электро-пневматики и вакуумных технологий. Модели демонстрируют их возможности и аналогии с реальными задачами.

Конечно, можно экспериментировать, разрабатывать собственных роботов, объединять наборы между собой. Конструктор можно расширять, докупив отдельные детали в необходимом количестве.

Пневматические механизмы, демонстрируемые набором, достаточно редки в игрушках, и дети (да и не только дети) имеют о них мало представления. Набор ЭлетроПневматика — отличная возможность не только познакомится с ними, но и поэкспериментировать.

Набор позволяет собрать разные по сложности модели и подойдет как для начинающих, так и для продвинутого уровня.

Для программирования роботов используется визуальная среда Robo Pro. Альтернативный вариант — языки С, С++, С#. Для базовых моделей из этого набора на прилагаемом диске есть готовые программы.

В прошлых наших обзорах мы уже говорили о механике конструкторов Fischertechnik. Крепление «Ласточкин хвост» позволяет соединять детали со всех шести граней. Конструкции жесткие и прочные (внутри базовых строительных блоков армирующие стальные элементы).

По-нашему мнению, набор Fischertechnik ROBO TX ElectroPneumatic может использоваться как дома, так и в учебных заведениях. Fischertechnik предлагает готовые дидактические материалы по работе с конструктором.

Где купить конструкторы Fischertechnik

Купить конструкторы Fischertechnik можно у официального дилера в России — компании ПАКПАК. Магазин осуществляет доставку в регионы России, а также по странам СНГ и бывшего СССР.

Описанный в статье набор Fischertechnik 516186 ROBO TX ЭлектроПневматика стоит 13150 рублей.

Контроллер ROBOTICS TXT стоит 20250 рублей. Выгоднее купить конструктор Fischertechnik ROBOTICS TXT Discovery set за 28500 рублей, который содержит и этот контроллер, и программное обеспечение ROBO Pro.

Также потребуется аккумуляторный набор за 4560 рублей или блок питания за 3820 рублей.

Любые дополнительные элементы к набору Fischertechnik ROBO TX ЭлектроПневматика, в т.ч. компрессор, электромагнитные клапаны, пневматические цилиндры, трубки, штуцеры, тройники, вакуумные присоски можно также купить на сайте ПАКПАК в соответствующем разделе.

Share Button

3 комментария к статье “Fischertechnik ROBO TX ЭлектроПневматика: обзор конструктора”

  1. stranger

    26.09.2015

    у лего есть аналогичный набор. функционально одинаково. но у Фишертехника более реалистично выглядит. лего — абсолютно игрушечный. за что мне нравится фишертехник — его приближенность к жизни.

    Ответить на этот комментарий

Оставить комментарий

© 2014-2017 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено.
Наверх