Проект  по робототехнике «Разводные мосты»

Тематика: 
Автор: 
Штадельман Дмитрий
Руководитель: 
Горбунова Ирина Васильевна
Учреждение: 
МБОУ Прогимназия «Кристина» г. Томск
Класс: 
4

Индивидуальный исследовательский проект по робототехнике "Разводные мосты" содержит описание работы ученика 9 класса, проведенной с целью, познакомиться с видами раздвижных мостов и собрать из конструктора автоматизированные модели раздвижных мостов, существующих в мире.

Подробнее о проекте:


Ученическая работа о создании автоматизированных моделей разводных мостов в 9 классе школы направлена на получение школьником общего представления об истории строительства разводных мостов в мире, изучение разных типов разводных мостов. Автор проекта рассматривает различные механические передачи в разводных мостах и осуществляет программирование собранных моделей.

Готовая творческая работа по робототехнике на тему "Разводные мосты" будет интересна для учеников старших классов школы, увлекающихся робототехникой и программированием, поможет выявить у них интерес к роботостроению, программированию и конструированию.

Оглавление

Введение
1. Разводные мосты.
2. История разводных мостов.
3. Виды разводных мостов.
4. Конструирование разводных мостов из ЛЕГО.
Заключение
Источники информации

Введение


В своей жизни мы не раз преодолеваем преграды через мосты, иногда даже не замечая эти незаметные и скромные сооружения, а иногда восхищаясь грандиозности и великой их значимости.

Что же именно называют мостом? Для чего они нужны? Могут ли люди обойтись без мостов? Как влияют мосты на общественную жизнь? Какие бывают мосты?

Мосты!? Как невозможно сосчитать звезды на небе, так и никому не удавалось определить, сколько мостов было построено на земном шаре. Их многообразию и неповторимости можно только удивляться.

Но, соединяя разные элементы, применяя различные материалы и добиваясь в одном случае больше утилитарности, а в другом подчеркнутого изящества, человек сумел придать мостам образ одного из самых красивых и романтичных инженерных сооружений. В своей жизни мы не раз преодолеваем преграды через мосты, иногда даже не замечая эти скромные сооружения, а иногда восхищаясь грандиозности и великой их значимости.

На занятие робототехнике мы изучали блок «Механизмы на службе производства»

Поэтому решили изучить не просто мосты, а разводные мосты (они нам показались очень интересными) и собрать несколько видов их из конструктора LEGO WEDО 1.0 и 2.0

При создании проекта можно изучать разные передачи (в данном случае для закрепления зубчатых передач, реечной, ременной и червячную). Выучить новые название деталей. Изучить разные зубчатые колеса, как работают кулачки, как работает червячок.

Цель исследования: изучить, познакомиться видами раздвижных мостов и собрать из конструктора автоматизированные модели раздвижных моделей.

Задачи исследования:

  • создать общее представление об истории строительства разводных мостов в мире;
  • изучить разные типы разводных мостов;
  • рассмотреть различные механические передачи в разводных мостах;
  • запрограммировать модели.

Объект исследования: разводныемосты

Предмет исследования: механизмы разводных мостов

Гипотеза: если мы сумеем сконструировать и построить разные разводные мосты, то это будет итоговая работа по блоку «Механизмы на службе производства», показывающая наши умения.

План работы над проектом:

1. Найти информацию:

  • история возникновения разводных мостов;
  • что такое разводной мост;
  • типы разводных мостов;
  • мосты в разных странах.

2. Выбрать какие виды разводных мостов будем конструировать;
3. В программе: LEGO Digital Designer с конструировать будущею модель;
4. Сконструировать модель из конструкторов;
5. Написать программу;
6. Продемонстрировать модель в готовом виде.

Разводные мосты


Мосты играют решающую роль во многих городах. Но иногда создание таких важных связей над реками и другими водными путями может оказаться особенно сложной задачей. Так как они могут нарушить движение судов. К счастью, изобретательные инженеры и архитекторы нашли решение для этой проблемы, создав ряд раздвижных мостов, которые обеспечивают гармонию на воде, и на суше.

Разводной мост — особый тип моста, имеющий подвижное пролётное строение. Разводные мосты, как правило, строят на судоходных реках и каналах в плотной застройке, когда другими способами «развязать» наземный транспорт и судоходство не удаётся.

История разводных мостов

Первые мосты на больших реках возникли приблизительно в 600 roду до нашей эры. Во времена Навуходоносора (605-562 r. до н. э.) город Вавилон простирался по обоим берегам Евфрата. Для связи обоих берегов был воздвигнут мост на Евфрате, длиной более 100 метров и шириной 5-6 метров, стоявший на 7 могучих опорах из камня и обожженнoro кирпича. Для постройке моста был вырыт отводной канал. Мост разводился, что позволяло проходить судам.

Подъемные мосты были известны и использовались издавна в оборонительных целях. Однако технологии не позволяли создавать подобные сооружения достаточных для обеспечения навигации размеров. Первый настоящий разводной мост был построен в Питере в 1850 году (Благовещенский мост, инженер - Станислав Валерианович Кербедз).

Разводные мосты, как правило, оказываются целесообразными в устьях больших рек, куда заходят высокогабаритные морские суда, требующие высоты подмостового габарита 40–60 м. Постройка разводного моста часто оказывается лучшим решением в городских условиях при низких берегах из–за невозможности сооружения высоких насыпей. В отдельных случаях может быть предусмотрено возведение моста с устройством разводного пролета в перспективе.

Достоинства разводных мостов:

  • Расходует достаточно мало энергии;
  • Быстро разводится;
  • Способен пропускать крупные парусные суда — высота судна ничем не ограничивается;
  • Держит тяжёлую технику вплоть до поездов;
  • Хорошо сочетается с панорамой большого города.

Недостатки:

  1. Механизмы разводного моста требуют ремонта и технического обслуживания;
  2. Наземный транспорт не может перемещаться через мост во время прохода судов;
  3. Невозможен в стеснённых условиях.

Разводной мост по характеру работы пролетного строения может быть: раскрывающийся однокрылый или двукрылый, откатно–раскрывающийся, вертикально–подъемный, поворотный.

Виды разводных мостов


1. Раскрывающийся мост: однокрылый и двукрылый - основная разновидность разводных мостов. Подвижный пролёт (он может быть либо один, либо два на разных берегах) поднимается вокруг поперечной оси. Чтобы уменьшить энергозатраты на подъём, пролёт снабжён противовесом. Противовес может быть как выше, так и ниже полотна.

Например (двукрылые): В 1894 году построен Тауэрский мост (г. Лондон, Англия), Дворцовый мост (г. Санкт-Петербург, Россия)

мосты 1

мосты 2

Однокрылый раскрывающийся мост: Троицкий мост (г. Санкт-Петербург, Россия)

мосты 3

2. Откатно–раскрывающиеся мосты - пролетное строение такого моста при разведении откатывается по специальному пути катания, опираясь на него кругом катания, прикрепленным к пролетному строению, которое совершает плоско–параллельное движение. Поворачиваясь в вертикальной плоскости и откатываясь назад, оно полностью освобождает отверстие разводного пролета, что является преимуществом этой системы. Чаще всего встречаются в США.

Например: Мост Lower Hatea Crossing (Te Matau a Pohe) был открыт 27 июля 2013года в Новой Зеландии.

мосты 4

Мост Пегас (Франция).

мосты 6

3. Вертикально–подъемные мосты - Пролетное строение вертикально–подъемного моста при разведении перемещается поступательно в вертикальной плоскости. Для этого служат башни, которые опирают на специальные опоры или на соседние пролетные строения. На башнях укрепляют шкивы, через которые проходят тросы. Тросы соединяют подъемное пролетное строение с противовесами, которые при раскрывании моста опускаются вниз.

Например: Мост Жака Шабана-Дельма (Pont Jacques Chaban-Delmas, Франция).

мосты 7

4. Поворотные мосты - — разводной мост, через одну из точек которого (обычно, расположенной рядом с его центром масс) проходит вертикальная ось вращения, позволяющая мосту двигаться в горизонтальном направлении. Небольшие мосты могут иметь ось вращения со стороны одного из берегов — в этом случае требуется дополнительное укрепление грунта для поддержки моста и поворотного механизма.

Например: Женский мост (Puente de la Mujer), Аргентина.

мосты 8

5. Отодвигаемые мосты - используют на узких каналах, когда на берегу есть место или наоборот широкие проливы, когда другие типы мостов экономически не оправданны.

Например: Мост через Худ-Канал, шт. Вашингтон

мосты 9

6. Сворачивающийся мост — стальной разводной мост оригинальной конструкции. Мост состоит из треугольных секций, шарнирно соединённых на уровне полотна моста. Только один из концов моста прикреплён к берегу, второй же просто лежит на противоположном берегу. Парапеты моста состоят из складывающихся звеньев.


В вертикальных стойках скрыты гидравлические цилиндры. Когда необходимо развести (сложить) мост для прохождения лодок по каналу, на гидравлические цилиндры подаётся давление. Штоки цилиндров выдвигаются, складывая звенья парапета гармошкой. В результате мост сворачивается так, что два его конца соединяются, а сам он приобретает восьмиугольную форму, становясь похожим на мельничное колесо, стоящее на одном из берегов.

Например: мост The Rolling Bridge (г. Лондон)

мосты 10

7. Подъемные мосты - вид разводного моста, пролётное строение которого поднимается и опускается в вертикальной плоскости. К подъёмным относятся простейшие и самые древние крепостные мосты, деревянные образцы которых зафиксированы уже в Древнем Египте, широко использовавшиеся в Средневековье при обустройстве крепостей и замков, а также раскрывающиеся и вертикально-подъёмные мосты.

Например: Мост Слауэрхоф (Slauerhoffbrug), Нидерланды.

мосты 11

8. Наклонямые мосты (качающиеся)- Когда возникает необходимость пропустить судно, весь мост поворачивается как единая цельная структура. По мере того, как опускается поддерживающая дуга, поднимается дуга-палуба, уравновешивая её. Таким образом, формируется свободное пространство для прохождения судов по реке.

Например: Мост Тысячелетия в Гейтсхеде (Gateshead Millennium Bridge), Великобритания.

мосты 12

9. Складной мост - Их очень мало. Пешеходные мосты

Например: Это разводной откатно-раскрывающийся мост, состоящий из трёх сегментов. Длина главной его части составляет 25,5 метров и складывается в форму латинской буквы «N».

Мост «Рог» (Hörn Bridge), Германия. Это разводной откатно-раскрывающийся мост, состоящий из трёх сегментов. Длина главной его части составляет 25,5 метров и складывается в форму латинской буквы «N».

мосты 13

10. Летающий мост: особая транспортная система, состоящая из двух частей: моста, подобного огромному козловому крану, и подвижно подвешенной под этим мостом платформы. Платформа подвешена на тросах.

Например: Бискайский мост (Vizcaya Bridge), Испания.

мосты 14

11. Затопляемые мосты - На узких, но глубоких фарватерах для пропуска больших судов.

Например: Затопляемые мосты на Коринфском канале (Submersible Bridges at Corinth Canal), Греция.

мосты 15

Конструирование разводных мостов из ЛЕГО


После того как мы изучили виды (типы) разводных мостов, выбрали 3моста, которые мы хотели бы сконструировать.

Это: раскрывающийся однокрылый, отодвигающийся, летающий мост и поворотный мост.

Вот, что у нас получилось:

Летающий мост

мосты 16

мосты 17

Раздвигающий однокрылый мост

мосты 18

Поворотный мост

мосты 19

Что бы наши мосты работали, мы использовали: зубчатую, реечную, червячную и ременную передачи.


мосты 20

мосты 21

мосты 22

мосты 23

Программы:

мосты 24

мосты 25

мосты 26

Заключение

В ходе нашей работы мы убедились в том, что сооружение моста крайне ответственное и недешевое дело. Размеры современных мостов нередко выходят за пределы привычного. И никому не приходит в голову, что с таким гигантским сооружением что-то может случиться, потому что наша вера в науку и технику безгранична.

Умение сооружать мосты еще со времен древних римлян считалось вершиной инженерного искусства. Современные технологии строительства очень разнообразны. Они учитывают географические особенности территории, нужды человека, а так же себестоимость строительства.

В результате моделирования мы попытались воспроизвести технологию строения мостов, которые на наш взгляд можно использовать на территории России. Мостов очень много. В будущем мы планируем более детально остановиться на мостах России.

Исследовать технологию построения наших мостов. А может быть придумать новый мост, который может пригодиться. И нам очень хочется, чтобы технические сооружения помогали людям жить, радовать глаз и входили в лидеры удивительных объектов созданных человеком.

Источники информации

Журнал: Твоя профессия 1987г. Кудряшов Н.М.

  1. Что есть что «Мосты» 1991г. Н.А. Аветесян, Н.А. Зоркая
  2. Мост через века 1985г. А.Пин
  3. Журнал «Реликвии науки и техники» 2007г.
  4. Большая советская энциклопедия
  5. Малая архитектурная энциклопедия Н.И. Боторевич, Т.Д. Кожицева
  6. Путеводитель по архитектурным формам Г.Губе, Г. Кугмар
  7. Бутенко Я.А. Мосты Омской области // Мир дорог. – № 31 декабрь 2007. – С. 12 – 14.
  8. Интернет


Если страница Вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями: