Андрей Шейн - Машиностроение и робототехника версия 2.0

Машиностроение и робототехника версия 2.0
Название: Машиностроение и робототехника версия 2.0
Автор:
Жанры: Механика | Машиностроение
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: 2022
О чем книга "Машиностроение и робототехника версия 2.0"

Книга представляет собой практикум по изучению механизмов с использованием конструктора LEGO WeDo 2.0.Одна из задач практикума – связать теорию и практику, механизмы и модели. В учебном пособии материал изложен по принципу "от простого к сложному". От изучения простых механизмов до более сложных в исторической последовательности: как люди изучали механизмы, производили поиск, совершенствовали и придумывали новые. Использование практикума при организации учебных занятий внеурочной деятельности и кружков технической направленности позволит учащимся развить интерес к механике, машиностроению, к моделированию; даст представление об автоматизированных технических системах; позволит собрать собственные модели, реализуя новые механизмы. Материал можно применять при организации как исследовательской, так и проектной деятельности. Книга рассчитана на возраст детей 9-17 лет, может быть полезна руководителям кружков технической направленности, учителям технологии и просто заинтересованным людям.

Бесплатно читать онлайн Машиностроение и робототехника версия 2.0


Предисловие

Дорогой друг!

В практикуме ты найдешь много интересных идей, сможешь погрузиться в увлекательный мир LEGO® Education WeDo 2.0. Познакомишься и с простыми механизмами и сложными, с некоторыми характеристиками машины, и сможешь осознать сложность их реализации, а также увидишь, как они используются в машиностроении и робототехнике.

Практикум позволит решить некоторые вопросы механики (передача крутящего момента в различных плоскостях и под различным углом, преобразование крутящего момента в линейное движение), робототехники (создание шагающего робота на четырёх ногах, на двух ногах с опорой, на двух ногах). Знакомясь с характеристиками автомобиля, ты осознаешь общую картину многогранности машины. Реализуя шагающего робота, познакомишься с основными методами его сборки, посредством использования различных механизмов (одного или сразу нескольких).

В практикуме ты будешь конструировать с помощью LEGO® Education WeDo 2.0, моделировать в программе LEGO® Digital Designer 4.3, проводить исследования в программе «Живая геометрия».

Внимание! К основному набору LEGO® Education WeDo 2.0 для сборки моделей потребуются восемь дополнительных деталей (кулачок или похожих на него).



Практикум состоит из теоретической и практической части. В каждой из них ты найдёшь интересные вопросы, на которые нужно ответить.

Рассмотри условные обозначения, которые использует автор:



– дополнительный материал, который нужно найти.



– выполнить проект или провести исследование.



– создать 3d модель в одной из программ: LegoDigitalDesigner 4.3, BricklinkStudio 2.0 или других.

Выполняя задания практикума, ты сможешь не только исследовать различные области наук, но и реализовать проектную деятельность.

В книге ты также найдешь много полезных идей для сборки собственных моделей.

Удачи при сборке!

Глава 1. Знакомство с простыми механизмами. Основные теоретические сведения о моделировании

§1. Механика от античности до наших дней

Началом расцвета механики как науки можно считать XVII век – век бурного развития математического естествознания. Именно тогда сформировались основные законы классической механики. Однако зарождение механических знаний относится к глубокой древности, а термин «механика» применялся в античном мире. Правда, ему в течение долгого времени, по крайней мере, до середины XVII в, придавали иной смысл.

Происходит он от древнегреческого слова «mechane», которым называли все искусно придуманное, понимая при этом механическое искусство. Это относилось как к различным машинам и механизмам, так и вообще к «хитроумным» изобретениям. Слово «mechane» употреблялось и в более узком смысле.



Механизмы в театре

Первоначально оно обозначало название подъемных машин, в частности машин, с помощью которых в греческих театрах поднимали и опускали актеров, и вообще механизмов, позволяющих посредством силы поднимать значительные тяжести на достаточно большую высоту.

Позже этим словом стали называть различные метательные машины, применявшиеся в античной технике.



Онагр

В настоящее время теория машин и механизмов является одним из разделов механики, а название «механика» распространено на науку о всех видах механического движения. [4]



Подготовьте реферат или презентацию по одной из тем.

– Водяная мельница – первая машина в мировой истории.

– «Механические проблемы», приписанные Аристотелю.

– Использование простейших механизмов для создания военных машин.

– Архимедов винт.

– Филон Византийский «Свод механики».

– Ктесибий поршневой насос.

– Герон Александрийский и его работы.

– Марка Витрувия, архитектор эпохи Августа.

– «Математическое собрание» Паппы Александрийского.

– Механик эпохи эллинизма Клавдий Птолемей.

– «Книге знаний» Ибн-Сина.

– «Ключи наук» Абу Абдаллаха ал-Хорезми.

– «Книга о механике» – трех братьям Бану Муса.

– Трактаты Иордана «О тяжестях», «Элементы доказательств, относящихся к тяжестям».

– Буридан переменная «сила импетуса».

– Труд Николо Тартальей «новая наука».

– Гвидо Убальди дель Монтет «Книга о механике» и «Замечания по поводу трактата Архимеда «О равновесии плоских фигур».

– Творчество Бенедетти как существенная веха на пути к созданию классической механики.

– Влияние гелиоцентрической системы Н. Коперника на развитие механики.

– «Механика» Эйлера.

– «Аналитическая механика» Лагранжа.

– Трактат о простых машинах Декарта.

– «Беседа» с Галилеем.

– «Начала» Ньютона.

– Механика Лейбница.

– Труды Эйлера по механике.

§2. Простейшие механизмы

Что такое простые механизмы? Каждый день мы используем простые механизмы – когда открываем дверь, поворачиваем кран, открываем консервную банку или едем на велосипеде. Простые механизмы облегчают нашу жизнь. Сила (толкающая или тянущая) – это то, что заставляет двигаться груз или, например, ваше тело.

В простых механизмах работа выполняется одним элементом, и в них очень мало или совсем нет движущихся деталей. Примером простого механизма может служить рычаг. Рычаг, например лом, можно использовать для перемещения тяжелого груза, с помощью лома перемещать груз гораздо легче, чем без него. Сила, которую нужно приложить к лому, чтобы сдвинуть груз с места, меньше силы, которую для того же действия вам пришлось бы приложить к самому грузу. Таким образом, механизмы облегчают работу человека. [5]

Ещё в первом веке до нашей эры Герон Александрийский впервые исследовал 5 типов простых механизмов: рычаг, блок, ворот, клин и винт.

Для подъема и горизонтального передвижения тяжестей греки и римляне применяли ворот. В строительном деле употреблялись блоки и системы блоков – полиспасты. Вращательные движения преобразовывали с помощью систем зубчатых колес. Более сложные механические орудия (водяное колесо, червячная передача, винт, насос, и т. д.) применялись сравнительно редко – рабский труд препятствовал распространению механических приспособлений.



Для подробного изучения этих механизмов рекомендую ознакомиться с комплектом заданий к набору 9689 «Простые механизмы» (Компания LEGO® Education).

Катапульта

Этапы сборки

1. Соберите модель «Катапульта».

2. Создайте снаряд для метания из кусочка бумаги.

3. Произведите запуск снаряда.

4. Попробуйте объяснить, каким образом работает «Катапульта».

5. Какие простейшие механизмы используются в данной модели?







§3. Нестандартные виды соединений деталей

Все детали конструкторов LEGO® изготавливаются по определённому стандарту с высокой степенью точности (кубики, созданные в наше время, можно состыковать с кубиками, выпущенными в 1958), это позволяет соединять их без значительных усилий.



Лего детали

Кроме того, после соединения детали должны надёжно крепиться друг к другу. Для обеспечения этих условий формы для штамповки элементов конструктора производятся с точностью 10 мкм.


С этой книгой читают
Книга представляет собой практикум по изучению механизмов с использованием конструктора LEGO WeDo. Одна из задач практикума – связать теорию и практику, механизмы и модели. В учебном пособии материал изложен по принципу "от простого к сложному". От изучения простых механизмов до более сложных в исторической последовательности: как люди изучали механизмы, производили поиск, совершенствовали и придумывали новые. Использование практикума при организ
Многие инженеры, несмотря на высшее образование, не знают, что такое метод конечных элементов (МКЭ) и оставляют задачи расчёта конструкций дорогостоящим программным продуктам типа Ansys или Nastran.Назначение этой книги – показать, что МКЭ является таким же несложным методом, как и весь сопромат.
Разработана методика ручного расчета плоских статически неопределимых рам решеток на нагрузку, действующую перпендикулярно плоскости рамы. Описан расчет конструктивных элементов решеток катализатора, используемых в нефтяных и газовых аппаратах, приведены указания по расчету несущих рам металлоконструкций блоков аппаратов.Для несущей балки решетки катализатора подробно рассмотрен вопрос оценки напряженного состояния.Для конструкторов металлоконстр
Предлагается новая парадигма современного этапа развития науки и техники, человечества в целом, возникшая на основе новой совокупности концепций, мехатронизация. Рассмотрены научно – технические концепции, определяющие конкретные исследования и разработки, объединенные данной парадигмой, актуализируется понятие мехатронизация, сформулированы задачи мехатронизации, предлагается новое мировоззрение – мехатроницизм, даны общие характеристики направл
Очередная книга знаменитого популяризатора наук с помощью образных примеров и увлекательных задач заново знакомит юных читателей с уже встречавшейся им в школе механикой – одним из разделов физики, – а взрослым помогает освежить ее в памяти и, возможно, увидеть с другой стороны. Не как сухие тексты учебников, а как глубинные законы, которым подчиняется все на нашей планете и постигать которые по-настоящему интересно. С помощью науки объясняются с
Юмористический рассказ про работу консьержками бабушек-пенсионерок. Комические ситуации, в которые попадают герои в результате трудовой деятельности, которой у нас нигде не обучают и которая почти совсем не прописана законодательно, но при этом выполняется с большим энтузиазмом.
Окунитесь в ауру другдругозависимости! Хитросплетения судеб, неожиданные жизненные виражи и внутренний мир любви ждут вас в этой книге.
Тёмные сны в которых Андрей видит зовущий его Камень, выплёскиваются в повседневность и словно яд сжигают его жизнь. В жизнь, где он хотел простого счастья, а вынужден видеть изувеченные тела девушек. Это сумасшествие или некая новая реальность? Ответ на этот вопрос покоится на острове посреди реки.
На дне ямы обнаруживают дневник пропавшего без вести Геннадия Остапова. Что же с ним произошло.