Робот техникасының негіздері, пайдалану салалары, түрлері. 5 сынып

Алматы облысы, Қарасай ауданы, Жібек жолы ауылы

«Ы. Алтынсарин атындағы орта мектебі» КММ

Тақырыбы: Робот техникасының негіздері, пайдалану салалары, түрлері

Авторы: Юрьева Айдана

Жетекшісі: Калиханова Эльмира Сайлаубекқызы

2020-2021 оқу жылы

Мазмұны

I. Кіріспе

1.1. Робот деген не және пайдалану салалары

II. Негізгі бөлім

2.1. Робот техникасының негіздері, пайдалану салалары, түрлері

2.2. LEGO®MINDSTORMS®EV3 Education жинағы

2.3. Роботтың датчик түрлері және қолданылуы

III. Қорытынды

3.1. Робот – заман талабы

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Тақырыбы: «Робот техникасының негіздері, пайдалану салалары, түрлері»

Өзектілігі: Робототехника туралы тақырыпты ашу, өмірде қолдану. Робототехниканың көмегімен роботтардың үлгісін жасау.

Мақсаты: робот түрлерін және пайдалану салаларын зерттейді;

Міндеттері: сабақта алған білімді оқушылардың өзіндік жұмыстарында қолдана алу дағдыларын жетілдіру;

қызылушылық, білім деңгейін және эрудицияны жоғарылату;

зертеудегі ізденушілікті арттыру ;

зерттеушілік ептілікті, құрастырудың практикалық дағдыларын қалыптастыру;

Кіріспе

Робототехника (робот және техника; ағылш. robotics — роботика) – роботтардың құрылысымен, жұмысы мен қолдануымен айналысатын, оған қоса олардың басқару, сезіну мен мәлімет өңдеумен айналысатын механикалық, электр және электронды инженерия мен компьютер ғылымдарының біріккен саласы.

Робот (чех. robot, robota — еріксіз еңбек, rob — құл; чех жазушысы К. Чапек ойлап шығарған сөз, ол алғашқы ұғымында “жұмысқа шебер адам” мағынасында қолданылды) — антропоморфтық (адам тәрізді) әрекеттер, қимылдар жасайтын машина; адам жүрісі мен қимылын еліктететін автоматтандырылған, адам қажетіне еңбек етуге бағытталған, күрделі кұрылғы.

Робот қоршаған әлеммен әрекеттескен кезде адамның (жануарлардың) қызметтері мен іс-әрекеттерін ішінара немесе толық атқарады. Алғашқы роботтар адамның қозғалысы мен сырт пішінін қайталады. Олар ойын-сауық мақсаттарында пайдаланылды. Қазіргі кезде тұрмыстағы көптеген қызметтерді атқаратын, қадағалайтын, мүгедектер мен сәбилерге көмекші, көңілін аулайтын, т.б. роботтар жасалынды, интеллектуалдық роботтар да пайда бола бастады. Робот техниканыңдамуы барысында адамдарды бір сарынды ауыр жұмыстардан, жоғары радиациялы, жоғары немесе төмен температура жағдайларындағы және адам қатынауы қиын жерлердегі ( суастында, ғарышта) жұмыстардан босататын автоматтыққұрылғылар мен механизмдертүрінде жасалып, олар үнемі жетілдіріле түсуде. Мұндай құрылғылар мен механизмдерөнеркәсіптік роботтар деп аталады. Өнеркәсіптік роботтар – өндіріс процесінде адамның қозғалу және басқару сияқты іс-әрекеттерін (өндіріс заттарының орнын ауыстыру т.с.с.) және технологиялық құралдардың (айла-тетіктердің) қызметтерін орындайтын автоматтық машина. Адамның қатысуынсыз бір немесе бірнеше технологиялық операцияны, өңделетін бұйымды тиеу мен түсіруді қоса алғанда автоматты түрде орындайтын технологиялық өңдеуші машиналардың, өндірістік машиналардың, тасымалдау және көмекші жабдықтардың жиынтығын робот-техникалық кешен деп атайды. Робот-техникалық кешеннің, әдетте, электрондық есептеу машинасы(ЭЕМ) немесе микроконтроллер негізіндегі бағдарламалық басқару жүйесі болады. Робот-техникалық кешен “адамсыз технологияны” енгізудің негізі болып табылатын икемді өндіріс жүйелерінің бастапқы буыны болып табылады. Робот-техникалық кешенді пайдалану жұмыс күшінің тапшылығы жағдайында өте маңызды. 

Негізгі бөлім

Робот техникасы дегеніміз - бұл роботтарды дизайндеуге, құруға, қолдануға және олармен жұмыс істеуге бағытталған механикалық, электрлік және компьютерлік инженерия элементтері бар пәнаралық сала.

Робот техникасын не үшін зерттеуіміз керек?

Робототехниканы зерттеудің арқасында сіз физика, математика және информатика саласында дағдыңызды жақсарта аласыз.

Роботтардың бір жақсы қасиеті- олар ешқашан жалықпайды және жұмысты адамдарға қарағанда тиімді істейді. Одан бөлек, роботтар ешқашан ауырмайды немесе демалуды қажет етпейді, яғни олар күніне 24 сағат, аптасына 7 күн жұмыс істейді. Кейде жұмыс адам үшін тым қауіпті немесе қиын болған жағдайда робот мұны ешқандай қауіпсіз немесе қиындықсыз атқарып шығады. Роботтардың көпшілігі тұрақты және механикаландырылған жұмыстарды атқару үшін зауыттарда пайдаланылады. Роботтардың біз жиі еститін көптеген түрі бар. Бүгінде роботтар зауыттар мен фабрикаларда, зертханаларда, тауар қоймасында, ауруханаларда және басқа да көптеген өндіріс орындарында сан түрлі жұмыстар атқаруда,яғни роботтар өндіріс орындарында көбірек пайдаланылады. Зауыттардағы роботтар дәнекерлеу, сурет салу, машиналарды жүктеу, өнімдерді құрастыру,қауіпті материалдармен жұмыс істеу, химикаттарды бүру, бөлшектерді тексеру сияқты, т.б түрлі қызметтерді атқарады. Әлемдегі роботтардың жартысына жуығы автокөліктер жасауда қолданылады.

Роботтың негізгі түрлері:

• Өндірістік робот. Өнеркәсіпте адамдарға ұқсамайтын , бір орында тұрып жұмыс істейтін

стационар роботтар жиі қолданылады. Оларға робот-станоктар, өндірістік желілер және манипуляторлар жатады.

• Медициналық робот. Хирургиялық ота жасау, тамырға дәрі жіберу, массаж және т.б. жұмыстар,а қолданылады. Ең танымал хирургиялық робот – Да Винчи. Оның көмегімен бірнеше хирург-операторлар жоғары оталарды жасайды. Аам ағзасына күрделі ота жасау үшін өте кіші нано-роботтар қолданылады.

• Тұрмыстық робот. Ауыр жұмысты жеңілдетіп, көмекші қызметін атқарады. Бұл роботтар хатшы болады, бөлмелерді тазалайды, жануарлардың қызметін атқарады. Мысалы, кейбір бұйрықтарды орындай алатын робот – ит, робот – шаңсорғыш, т.б. бар.

• Әскери робот. Әдетте қашықтықтан басқарылады және ерекше қауіпті жағдайларда адамды алмастыра алады. Бұл роботтарға робот – минатазалаушы, робот – танк, робот – санитар және т.б. түрлері мысал бола алады.

• Робот мұғалім. Мұғалімнің көптеген қызметін атқарады. Мысалы, дауыстап оқиды, бірнеше тілде сөйлейді, тапсырмалар бере алады. Мұндай роботтар әзірше адамның эмоциясын ажыратып, ол сияқты ойлай алмайды.

Жоғарыда роботтың барлық түрі айтылған жоқ. Себебі, бұл сала әлі де даму үстінде. Болашақта әртүрлі салада адам қызметін ауыстыратын роботтардың сан алуан түрі пайда болуы мүмкін.

Ең алғашқы роботты 1927 жылы Нью-Йоркте ғалым Д.Уэксли Дүниежүзілік көрмеге арнап құрастырған. Бұл роботтың құрылымы қарапайым болғанымен, біраз бұйрықты сәтті орындады. Ол адамның берген бұйрығымен белгілі бір сөз тіркестерін айта алады.

EV3 – бұл жай конструктор емес, ол көптеген күрделі электронды құрамдас бөліктерден тұратын роботтардың конструкторы болып табылады. LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 – негізгі оқу жаттығу роботы. LEGO MINDSTORMS – программаланатын роботтарға қолданатын құрастырғыш құрылғы. EV3 – бұл LEGO® MINDSTORMS® Education платформасының үшінші буыны. «EV» ағылшын тілінен аударғанда «evolution» - «эволюция» деген мағынаны береді. LEGO® MINDSTORMS® EV3 жинағының құрамына 541 бөлшек кіреді.

1. LEGO® (жанындағы көрінісі) жинағы бөлшектерін сенімді сақтауды қамтамасыз ету үшін төзімді пластикалық қорапта ұсынылып отыр. 

2. Қораптың жоғарыдан қарағандағы көрінісі. Қораптың қақпағын ашқанда Базалық Жинақ (Core Set) атауы бар картонды мұқабаны көресіздер.

Картонның астында қызыл түсті сұрыпталған жаймада LEGO® бөлшектері жинақталған. Бұл өз кезегінде құрастыру үрдісін оңтайландыруды және бөлшектердің дұрыс тәртіпте сақталуын қамтамасыз етеді. 

Мұқабалар

Қораптың ішінен үш түрлі картон мұқабаларын табасыз:

1. Атауы бар мұқаба.

2. Құрастырылымдық бөлшектердің тізімі.

3. Тетіктердің, сымдардың, блоктардың, дөңгелектердің тізімі.

LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 жинағының құрамы

1. Табан шынжырлардың жинағы;

2. Түрлі ұзындықтағы және түрдегі бөренелер;

3. Байланыстырушы сымдар;

4. Декорға арналған элементтер;

5. Түрлі байланыстырушы элементтер;

6. Түрлі көлемдегі тегершіктер;

7. Түрлі көлемдегі дөңгелектердің жинағы;

8. Түрлі ұзындықтағы белдіктердің жинағы;

9. Компьютерге қосылуға арналған USB кабель;

10. Бағдарламасы жазылған CD-диск;

11. Қос иіндер;

12. Қайта қуаттандырылатын Li-Ion аккумуляторлық батареясы;

13. EV3 микроконтроллері;

14. 2 үлкен мотор;

15. Орташа мотор;

16. Ультрадыбысты датчик;

17. Гироскопиялық датчик;

18. Жанасу датчигі;

19. Түс датчигі;

20. Қуаттандыру құрылғысы.

EV3 бөлшектері

Бөлшектер 4 үлкен топты құрайды:

1. Электронды құрамдас бөліктер:

   • EV3 модулі.

   • Датчиктер.

   • Моторлар.

   • Байланыстырушы кабельдер.

2. Тегершіктер, дөңгелектер және белдіктер.

3. Байланыстырушы элементтер.

4. Құрастырылымдық элементтер.

Бөренелер.

1. Электронды құрамдас бөліктер

1. EV3 модулі.

2. Датчиктер.

3. Моторлар.

Датчик – әртүрлі ақпаратты (температура, жылдамдық, сәуле, түс, дыбыс) өлшеуге арналған құрал. Датчиктер электронды және механикалық болып бөлінеді. Электронды датчиктің құрамына сезгіш және түрлендіргіш элементтер кіреді. Олардың негізгі ерекшеліктері – сезгіштігі.

Датчиктер қызметіне қарай жанасу, ультрадыбыс датчигі, гидраскопиялық датчик және түс датчигі деп 4 түрге бөлінеді.

Жанасу датчигі – батырманың басылғанын немесе басылмағанын дәл анықтайтын құрал. Жанасу датчигі күнделікті өмірде жиі қолданылады. Мысалы, компьютер пернетақтасында, электронды пиониналарда.

Түс датчигі – түс немесе жарық жарықтылығын анықтай алатын сандық құрал. Түс датчигінде түс режимі 1 см қашықтықтағы нысандардың 7 түрлі түсін және жарықтың деңгейін анықтай алады: «қара» -1, «көк» - 2, «жасыл» - 3, «сары» - 4, «қызыл» - 5, «ақ» - 6, және «қоңыр» - 7. Егер элемент датчиктен шығарылса немесе элементтің түсі дұрыс анықталмаса, датчик осы түс туралы «түссіз» - 0 деп хабарлайды.

Түс датчигінің негізгі қызметі – түстерді анықтау, шашыраңқы және шағылысқан жарықты өлшеу.

Қорытынды

Қазіргі цифрланған дәуірде роботтар — қарқынды дамып келе жатқан болашақтың жоғарғы технологияларының бірі. Қазіргі кезде роботтар өміріміздің көптеген саласына, атап айтқанда, ғарышты игеру, денсаулық сақтау, өндіріс, қоғамдық қауіпсіздікті қамтамасыз ету, қорғаныс ісі жəне басқа да салаларға еніп үлгерді. Қазақстан Республикасында өнеркəсіптің жеделдетіле индустрияландырылуы, жаңа технологиялардың қарқынды дамуы өскелең ұрпақты жоғарғы білікті техникалық сала мамандары ретінде даярлауды қажет етеді. Ендеше, сол ұрпағымызға роботтық техниканы жедел əрі сапалы меңгертуді жаңа заманымыздың өзі талап етіп отыр.

Болашақ — роботтық техникада. Робот – заман талабы.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1. https://kk.wikipedia.org/wiki/Робототехника

2. Википедия сайтынан мәліметтер

3. Кӛшербаева М.Р.,Шҥкірбаева Ш.Б.,Турдалиева А.Қ. РОБОТОТЕХНИКАНЫ   МЕҢГЕРУ - ЗАМАН ТАЛАБЫ 

4. Р.А. Кадыркулов, Г.К. Нұрмұханбетова. Информатика