Проект 'Лего – двоеборье' направлен на создание робота-спортсмена, имитирующего действия стрелка и тяжелоатлета на базе набора NXT. Команда провела исследование спортивных состязаний, разработала модели и программы для роботов, столкнулась с множеством проблем, решая которые, использовала знания из различных дисциплин. В результате работы участники научились работать в команде и освоили принципы конструирования и программирования.

1. Лего – умник не скучает,
Когда Лего собирает!
Проект
«Лего – двоеборье»
Разработчики:
команда «Лего – Умники»
Борискова Елизавета
Режапов Руслан
Руководитель команды:
Блеес Светлана Петровна
Консультант:
Борискова Ольга Александровна
Трехгорный, МОУ «СОШ № 112»
декабрь 2009 год

2. Цель проекта:
Создать робота – спортсмена на базе набора NXT,
имитирующего действия спортсмена стрелка и
тяжелоатлета.
Задачи проекта:
1. найти информацию о спортивных состязаниях,
входящих в программу летних Олимпийских игр;
2. найти информацию о знаменитых спортсменах
стрелках и тяжелоатлетах;
3. использовать навыки сборки модели по
описанию;
4. научиться созданию модели человека по
заданным критериям сходства;
5. познакомиться с набором NXT и программой,
сопровождающей его работу;
6. познакомиться с правилами конструирования
программы по словесному описанию алгоритма;
7. научиться использовать ультразвуковой датчик;
8. обобщить проблемы, возникающие в ходе
реализации проекта и найти им объяснение;
9. учиться работать в команде, прислушиваться к
мнению других, планировать свои действия,
уметь доказывать свою точку зрения.

3. Этапы выполнения проекта:
1 этап «Поиск информации»
Мы собрали сведения о видах спорта, входящих в
программу Олимпийских игр. Нарисовали несколько
упрощенных моделей для различных состязаний:
«Формула-1» (болид), «Пулевая стрельба» и «Тяжелая
атлетика» (робот).
2 этап «Анализ материалов»
Проанализировав схематичные рисунки моделей, мы
пришли к выводу, что болид – это традиционная
модель машины с четырьмя колесами. Для разработки
проекта по этой теме было необходимо:
• собрать модель, у которой соотношение высоты,
ширины и длины такое, как у гоночных машин;
• написать программу движения по траектории.
Подобная модель уже разрабатывалась нами на
занятиях. Мы решили попробовать собрать
совершенно новую модель. И мы решили
остановиться на двух других моделях – робот-стрелок
и робот-штангист.
3 этап «Сборка модели»
По примерному эскизу мы собрали модель подобную
человеку: тело – блок NXT, голова – ультразвуковой
датчик, ноги и руки – множество отдельных деталей
из основного и ресурсного наборов.

4. Робот – стрелок
Основная
конструкция
дополнена
катапультой
(заменитель
пистолета).
Робот – штангист
Основная
конструкция
дополнена штангой,
собранной из балки и
колесных дисков.

5. Проблемы, возникшие при сборке:
• Ноги должны служить роботу надежной опорой;
• В процессе выполнения упражнения со штангой
робот поднимает и опускает руки вдоль тела,
помех движению быть не должно;
• Робот предназначен для решения двух задач (два
вида спорта), штангист работает обеими руками, а
стрелок – одной.
Решение проблем:
• Ноги укреплены дополнительными соединениями
в двух плоскостях, усилены поперечными
деталями и опираются на четырехрядные
«подошвы»;
• Расширен плечевой пояс робота, что позволяет
рукам не задевать детали корпуса;
• Моторы не соединены, балка, образующая
плечевой пояс состоит из двух деталей,
совершающих автономное вращение от
ближайшего мотора, поэтому в упражнении
«тяжелая атлетика» работают 2 мотора в одном
направлении, а в упражнении «пулевая стрельба»
задействован один мотор для поднятия одной
руки.
4 этап «Конструирование программы»
Мы составили словесный алгоритм. Написание
программы по словесному алгоритму выполнено с
помощью программы LEGO MINDSTORMS Edu
NXT. Основные команды алгоритма отражены в
табличке:

6. Робот -
штангист
Робот -
стрелок
Технические характеристики программы:
Робот – штангист: после запуска программы
включаются моторы на низкой мощности вперед и
назад на 90 0, дальнейшие включения происходят по
сигналу ультразвукового датчика (наличие карточки –
разрешения). Радиус действия – 50 см. Тем самым
достигается имитация процесса оценивания
начального груза, а затем его подъем любое
количество раз при разрешающем сигнале.
Отсутствие разрешающего сигнала дает возможность
добавить роботу груз и продолжить упражнение с
новым грузом при наличии сигнала – разрешения.
Повторение продолжается до выключения NXT.
Робот – стрелок: находясь в основной позиции (руки
опущены, в одной катапульта), ожидает появления
мишени. По сигналу ультразвукового датчика (радиус
действия 50 см) включается мотор на низкой
мощности на 90 0. После срабатывания катапульты
мишень убирается. Программа заканчивается.

7. Технические характеристики робота:
Робот собран на базе наборов 9648 и 9797;
использовано 2 мотора на портах В и C и
ультразвуковой датчик на порте 2. Выполнение
программы начинается нажатием кнопки Run на
корпусе RCX.
Непосредственное начало действий робота –
штангиста связано с реакцией ультразвукового
датчика на предмет в радиусе 50 см. Предметом для
штангиста является карточка – разрешение
упражнения. При появлении карточки упражнение
выполняется непрерывно до исчезновения предмета
из области видимости. С исчезновением предмета
происходит прерывание упражнения, во время
которого происходит добавление груза на штангу.
Непосредственное начало действий робота – стрелка
связано с реакцией ультразвукового датчика на
предмет в радиусе 50 см. Предметом для стрелка
является карточка – мишень. При появлении карточки
робот поднимает руку с катапультой, в процессе
подъема срабатывает механизм катапультирования
снаряда. С исчезновением мишени робот опускает
руку, переходит в исходное состояние.

8. Выводы по проекту:
1. В ходе проекта мы столкнулись с рядом проблем,
которые описаны выше. Для их решения нам
пришлось проводить практические
эксперименты.
2. Нам пригодились знания и умения, которые мы
получили в школе на уроках математики,
английского языка и дополнительных занятиях в
Лего-кружке.
3. Мы поняли разницу между компьютерными и
механическими устройствами: все механические
действия выполняются медленнее и для того,
чтобы понять, как механизм будет вести себя во
время работы моторов, требуется большое
количество экспериментов.
4. Мы познакомились с циклической конструкцией,
которая позволяет повторять одни и те же
действия несколько раз и работой
ультразвукового датчика.
5. Так как навыки и умения у всех разные, работа в
команде может помочь приобрести новые знания.
Прислушиваясь и дополняя друг друга, мы
смогли создать модель, которая понравилась и
нам, и одноклассникам, и учителям.