Стенд 18 Сухарников В.И.

Василий Сухарников

г. Москва
ГБОУ Школа №1537, 9 класс

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОБОТИЗИРОВАННАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ЗАНЯТИЙ РИСОВАНИЕМ "ТОЧКА"

18

Научный руководитель: Минченко Михаил Михайлович, г. Москва, ГБОУ Школа №1537, к.э.н., куратор инновационно-технологического центра

Рисование очень полезно для развития детей, особенно рисование карандашами. Используя разные оттенки, нажим, штриховку, ребенок может более точно выразить свои художественные образы и настроение. И при этом развить мелкую моторику, образное мышление, сбалансировать эмоциональное состояние. Рисование оказывает благотворное воздействие на детей с особенностями развития, различными заболеваниями.

Все психологи однозначно рекомендуют детям рисовать, и выделяют карандаши как наиболее предпочтительный инструмент. Однако, у карандашей есть некоторая особенность – они быстро затупляются и требуют заточки. Хорошо, если ребенок здоровый, целеустремленный и хорошо координированный. Тогда он с легкостью может справиться с этой задачей. А если он маленький, слабый, болезненный или неусидчивый, заточка карандашей превращается для него в непреодолимую преграду. В результате, эту задачу приходится решать родителям или старшим братьям и сестрам, у которых тоже огромное количество забот, и они постоянно откладывают такую обременительную обязанность.

В результате ребенок лишается возможности продолжить рисование тогда, когда он чувствует к этому стремление, либо вынужден использовать другие варианты - продолжить рисование фломастерами или ручками, рисовать тупыми карандашами или отломанными грифелями, держа их кончиками пальцев. Это не способствует творческим достижениям или достижению эмоционального равновесия. Скорее, наоборот, постоянное повторение такой ситуации вызывает досаду, раздражение, а, впоследствии, приводит к потере интереса к творчеству. Именно поэтому в данном проекте предлагается разработка, нацеленная на обеспечение комфортного творчества для детей.

Выполнено создание автоматизированного помощника-станции, который бы обеспечивал возможность детям и представителям маломобильных групп населения (МГН) комфортно рисовать карандашами, удобно хранить и затачивать их.

Разработанный в рамках выполнения проекта продукт изготовлен в составе следующих крупных частей: 1) автоматическая точилка для карандашей; 2) настольный мольберт с регулируемым углом наклона планшета, одновременно являющийся корпусом для точилки.

В основу технической реализации проекта было решено положить робототехнический набор LEGO Mindstorms EV3. Для изготовления корпуса устройства использована фанера 6 и 3 мм, а для её резки – циркулярная пила, фреза и электрический лобзик. Для сборки использовалась различная фурнитура, шурупы 10 и 15 мм, клей ПВА. Конструкция роботизированной части выполнена по принципу конвейера, на котором: 1) карандаши по одному заезжают в захват (миниатюрные пассатижи); 2) захват задвигает карандаш в точилку, которая, вращаясь, снимает с него слой древесины; 3) захват выдвигает карандаш наружу и готов к следующему, лежащему на конвейере. В среде Lego Mindstorms разработана специальная программа для поддержки следующих этапов: 1) загрузка карандашей; 2) придвигание карандашей к захвату; 3) заточка карандашей.

Результатом выполненной работы стала функциональная и полезная для творчества станция, поддерживающая несколько функций, облегчающих удовлетворение творческих потребностей у детей и представителей МГН. Разработанный роботизированный комплекс существенно облегчит процесс рисования, как детям, так и представителям МГН, поможет им больше концентрироваться на творческом процессе, не отвлекаясь на технические трудности.

Разработанный продукт был успешно протестирован с привлечением детей в возрасте от 4 до 8 лет. При использовании продукта были отмечены: высокие эргономические характеристики (возможность регулировки угла наклона рабочей поверхности мольберта, удобство заточки карандашей, удобный доступ к органам управления и к механизму – для технического обслуживания); многофункциональность устройства – возможность, не прерывая процесса рисования, осуществить заточку карандашей, наличие отсека для хранения принадлежностей.

В результате выполнения проекта изготовлено изделие в составе следующих двухкрупных составляющих:

- автоматическая точилка для карандашей;
- настольный мольберт с регулируемым углом наклона планшета, одновременно являющийся корпусом для точилки.

Конструкция роботизированной части была выполнена по принципу конвейера, на котором карандаши по одному заезжают в захват, в качестве которого были использованы миниатюрные пассатижи, а затем захват задвигает карандаш в точилку, которая, вращаясь, снимает с него слой древесины. Затем захват выдвигает карандаш наружу и готов к следующему, лежащему на конвейере.

В части программной реализации была разработана специальная программа в среде LEGO Mindstorms. Она, с помощью датчика нажатия и управления кнопками на контроллере, позволяет автоматически точить подряд несколько карандашей. Программу можно логически разделить на три части: 1) загрузка карандашей; 2) придвигание карандашей к захвату; 3) заточка карандашей.

Созданная в рамках выполнения проекта функциональная и полезная для творчества станция позволяет поддерживать несколько функций, облегчающих удовлетворение творческих потребностей у детей и представителей маломобильных групп населения. Разработанный программно-аппаратный комплекс существенно облегчит процесс рисования, как детям, так и представителям маломобильных групп населения, поможет творческим личностям больше концентрироваться на своём занятии, не отвлекаясь на технические трудности. В случае широкого применения разработанного устройства можно рассчитывать на рост интереса к творчеству, более активному использованию карандашей как наиболее простого и полезного инструмента для рисования.