Складний маніпулятор. Роборука

Презентація до уроку “Складний маніпулятор. Роборука” допоможе учням зрозуміти принципи роботи багатоланкових механічних систем, що імітують рухи людської руки.
Матеріал охоплює будову роборуки (плече, лікоть, зап’ястя, “пальці”), типи приводів (середній та великий мотори), способи керування окремими сегментами через блоки EV3. Також подано приклади захоплення, перенесення та точного розміщення об’єктів.
Урок сприяє розвитку просторового уявлення, точності у програмуванні рухів, розуміння взаємозв’язку механіки та алгоритміки.

  • 41 слайди презентації;
  • матеріал для учнів 8 класу НУШ;
  • файл у форматі .pptx

Завантажити файл у форматі .pptx

Скачати презентацію

Приклади слайдів:

Зміст презентації


Складний маніпулятор. Роборука
Мета уроку
Ознайомити учнів з принципами роботи складного маніпулятора
Пояснити будову та функції роборуки
Навчити програмувати точне переміщення об’єктів
Розвивати просторове мислення, точність та координацію
Що таке маніпулятор?
🔧 Маніпулятор — це механічна «рука», яка здатна виконувати різні дії:
– захоплення
– перенесення
– обертання
– точне позиціонування
📌 Приклади в житті:
Роботи на виробництві (автомобільна промисловість)
Роботизовані хірургічні системи
Маніпулятори в космосі (роборука на МКС)
Будова складного маніпулятора
📐 Основні компоненти:
Основа (поворот навколо вертикальної осі)
Плече (велика секція)
Передпліччя (друга секція, менша)
Зчленування (суглоби для гнучкого руху)
Захоплювач (грейфер) — «пальці» або «щипці»
Датчики (опційно — положення, тиску, об’єкта)
Ступені свободи
🔄 Роборука має ступені свободи — кількість незалежних напрямків руху:
3 DOF — базові моделі (рух плеча, ліктя, захоплювача)
4-6 DOF — складні маніпулятори з поворотами у всіх площинах
7+ DOF — гнучкі, як людська рука
Принципи роботи
Кінематика — обчислення положення кожного сегмента
Програмування послідовності рухів
Синхронізація моторів
Управління силою стискання захоплювача
Програмування роборуки
🧠 У середовищах LEGO Spike / EV3, Arduino тощо:
Керування моторами по осях
Задання кута повороту / координат
Алгоритми захоплення й переміщення предметів
Умови та цикли для повторення дій
Типовий алгоритм дії маніпулятора
Повернись до об’єкта
Опусти руку
Закрий захоплювач
Підніми руку
Перемісти в інше місце
Відкрий захоплювач
Конструювання складної роборуки
📦 Варіанти матеріалів:
LEGO (механічні та сервомеханізми)
Arduino + сервоприводи
3D-друковані елементи
Папір / картон (прототипування)
Приклади застосування
🤖 Роборуки використовують для:
Пакування товарів
Сортування деталей
Збірки електроніки
Розвантаження на складах
Лабораторій та небезпечних зон
STEAM-завдання
✅ Зібрати модель маніпулятора з 3+ ступенями свободи
✅ Запрограмувати послідовність:
– взяти предмет
– перенести
– покласти в точку В
✅ Ускладнення: додати об’їзд перешкоди або вибір за кольором
Цікаві факти
NASA створила роборуку Canadarm для роботи з супутниками
Хірургічний робот Da Vinci здатний виконувати надточні рухи
Компанія Boston Dynamics створює роботів із повною моторною свободою