Водная категория ВРО. От идеи… до модели

Мы уже писали, что на Всероссийской робототехнической олимпиаде 2016 впервые состоялась водная категория. Александр Стариков, тренер одной из команд рассказывает, как шла подготовка к ВРО и из чего сделан их робот.

За неделю до майских праздников меня пригласили в одну из школ пообщаться с мальчишками-десятиклассниками, желающими попробовать себя в подводном роботостроении. Из Лего уже выросли, начали осваивать Ардуино.

Побеседовали. Прочитали регламент. Схематично накидали конструкцию аппарата. На праздники дети получили задание познакомиться с Компас-3D и попрактиковаться в программировании Ардуино.

После праздников выяснилось, что «домашнее задание» не выполнено. А времени все меньше и меньше. Встретившись, приняли решение по аппаратной части: контроллер и датчики от EV3, моторы от Амперки. За основу корпуса решили использовать канализационную трубу 100 диаметром, переходную муфту к ней и две заглушки. И пошел творческий процесс…

САПР Компас-3D мальчишки освоили довольно быстро по принципу «делай как я». Снимались размеры с моторов, датчиков, контроллера и создавались 3D-модели корпусов для них. Засада ожидала в 3D-принтере… вернее в распечатке. Практики практически не было.

Первая деталь для мотора погружения распечаталась за 6,5 часов! А их две!! Еще две подобные для маршевых моторов!!! Внесли изменения в конструктив: кольцо, обрамляющее винт, удалили из модели детали, решив заменить обрезком той же канализационной трубы.

Появилась еще одна неприятность – на криволинейных и круглых деталях Компас выдает «граненость» поверхности. Вдобавок распечатка не дает номинального размера. Необходимо опытным путем (на глазок) добавлять или уменьшать посадочный размер, да и пластик имеет свойство сжиматься при остывании. В результате мотор застрял в посадочном гнезде, и три винта ушли в утиль – на вал мотора не лезет. Вышли из положения простым способом – пока пластик не остыл, вставляем вал мотора в отверстие, и плотная посадка винта на вал обеспечена. Долго боролись с неприлипанием пластика к столу принтера и отлипанием напечатанной детали в 40-80%. И температуру нагрева стола меняли, и скотч клеили… Проблема разрешилась просто – клей-карандаш. От raft-а (постель детали) отказались сразу.

Детали распечатывались – пошла сборка-склейка. Соединяли детали между собой в неразборные узлы клеем на каучуковой основе «Титан». ИК-датчики загерметизировали в отверстия силиконовым герметиком. Вот он и дал нам проблемы при запусках. Когда на соревнованиях увидел у Владивостокцев тубу герметика с картинкой автомобильного стекла, «пришло откровение» — ведь сам в прошлом году менял лобовое стекло на автомобиле! Для герметизации корпуса моторного узла и вращающегося винта сначала хотели самостоятельно изготовить сальник, но наш главный враг был – время, решили использовать автомобильный. Под него переделали посадочное место у винта. И снова эта же проблема – граненость цилиндрической поверхности. Попробовали вручную – получается яйцеобразность поверхности и неплотное прилегание юбки сальника. На токарном станке тоже не получилось – PLA пластик плохо поддается механической обработке. Хорошо, что есть коллеги, знающие альтернативные САПР. В Adem (граненость меньше выражена) создали модель переходной втулки. Модель винта снова перепроектировали под втулку. Распечатали, склеили, прошлись мелкой шкуркой – результат удовлетворил. Шаг и профиль винтов не рассчитывали.

 

Для меня это уже второй проект использования основных комплектующих Lego EV3. Контроллеру EV3 смоделировали обечайку внутрь трубы-корпуса, чтобы не болтался, и распечатали. Для запуска и остановки программы смонтировали две тактовые кнопки на борту, и блок EV3 претерпел некоторые вмешательства в целостность путем впаивания проводов к контактам управления блоком. Таким образом «пуск программы» и «стоп» были вынесены за пределы блока EV3. Для подключения моторов был разрезан 50-ти сантиметровый провод, и «дедовским способом» были найдены необходимые жилы подключения моторов (белый и черный).

Запуски и испытания. Если вы знаете режим смены воды в ближайших плавательных бассейнах, то договориться о тренировках не будет проблем. Но это раз от раза. Мы вышли из положения креативно. Строительные леса (шел ремонт фасада здания), рекламный баннер, капроновая веревка, полчаса времени на сборку и время на заполнение – бассейн для тренировок и испытаний готов, хоть сам плескайся.

Если при испытаниях протечка все таки случилась… Смело разбираем корпуса датчиков и просушиваем под солнцем или феном. С блоком EV3 поступаем так же, но возможно «слетание» программы.

Вот как-то так.

На соревнованиях мы хоть и не прошли квалификацию (мальчишки до последнего боролись), но получили хороший опыт.

Обзорное видео о водной категории ВРО 2016:

Об авторе

Александр Стариков — методист ПДО РЦДиМИТ «Технотроника», руководитель и тренер команды «ТехНО» (участники: Игорь Ельцов, Михаил Корнилов, учащиеся 10 класса ГЮЛ № 86), Ижевск.

Все публикации по ВРО 2016

• Итоги трех лет ВРО в Татарстане.
• Водная категория — обзор правил, платформ и проектов.
• Описание одного из роботов водной категории.
• Интернет вещей: Здравоохранение — обзор правил и описание проектов.
• Общая информация в календаре мероприятий.
• В Иннополисе началась олимпиада роботов 2016 — отчет о подготовительном дне олимпиады.
• ВРО 2016 в Татарстане. Дневник второго дня олимпиады.
• Российские дети научат роботов бороться с отходами.
• Обзор правил свободной категории ВРО 2016 и их разъяснение от Александра Колотова.
• Обзор правил основной категории ВРО 2016.

Фотографии ВРО 2016 в наших альбомах ВК и ФБ, а также в инстаграме.

Фото Александр Стариков и Динара Гагарина.

Если вы хотите поделиться опытом, рассказать о методиках, успехах команд на олимпиадах или проблемах организации кружка робототехники, пишите на mail@edurobots.org.

Теги: 3D печать, headline, lego, WRO, Александр Стариков, водная робототехника, ВРО, Ижевск, Иннополис, Казань, личный опыт, олимпиада, подводные роботы, экспертное мнение