Как нарисовать робота самостоятельно?
Каждый из нас хотя бы раз в жизни пытался нарисовать робота. У некоторых это получалось лучше, у кого-то хуже. Но все же у многих возникал вопрос о том, как нарисовать робота наиболее реалистично. В этой статье мы расскажем как правильно сделать рисунок, чтобы он получился максимально правдоподобным.
Первые шаги
Прежде чем приступить к самому процессу рисования, необходимо к нему подготовиться. Для этого ознакомьтесь с объектом и с его расположением. После этого проведите небольшую разминку, а именно – попытайтесь отдельно рисовать некоторые детали и элементарные фрагменты. Проделав данную работу, можете приступать к основному рисунку. Так давайте же более детально поговорим о том, как нарисовать робота.
Пошаговая работа
Первое, что необходимо сделать – так это создать эскиз. Для этого нужно начертить основные контуры будущего робота. Такие линии не нужно делать «толстыми». Для их исполнения лучше всего подбирать карандаш с мягким стержнем, чтобы линии получились почти невидимыми.
Далее переходим к большим деталям, а именно – к наибольшим составляющим робота. Почему именно к наибольшим? Это поможет вам «набить руку» и немного освоиться в образе художника, особенно если вы новичок. Для более удобного рисования начинать нужно с туловища, постепенно дорисовывая остальные части. Так вы не только не собьётесь, но и быстрее завершите работу. Когда все большие части нарисованы – переходим к мелким деталям. Здесь нужно быть очень внимательным, так как их может быть очень много, да и расположение порой не совсем удобное для рисования. Поэтому, если вы только учитесь искусству рисования, то наш вам совет – для начала выбирайте что-то не слишком детализированное, со временем переходя к более сложным вещам. И вот, когда уже все сделано согласно правилам о том, как нарисовать робота, можно добавить заключительные штрихи. Для этого наведите контур острым карандашом или ручкой, делая его более отчетливым. По возможности можно создать эффект тени или зарисовки, но только в том случае, если вы уже умеете это делать, ведь что-то лишнее может испортить всю работу.
Рисование особых роботов
Немного затруднительным может быть рисование особых роботов, то есть трансформера или Валли, например. Хотя, если разобрать в ходе работы, то ничего особо сложного здесь нет. Давайте мы разберемся, в чем же состоит суть проблемы. Начнем со сложного. Прежде чем впадать в панику, задаваясь вопросом о том, как нарисовать робота трансформера, необходимо запомнить, что нет ничего невозможного и имея лишь желание и терпение можно добиться всего. Особенностью данного вида является множество маленьких деталей, расположенных по всему корпусу. Именно на это и следует обращать главное внимание. Пошаговая работа исполняется в вышеперечисленном порядке с учетом большего количества маленьких деталей. Рисование трансформера значительно отличается от того, как нарисовать робота Валли, поскольку он имеет значительно меньшие размеры и не так много сложных деталей.
Подведем итоги
Прочитав данную статью, вы уже знаете о том, как нарисовать робота. Если ответственно подойти к данному вопросу, то все не так сложно, как может казаться на первый взгляд.
Давайте еще раз повторим, какие шаги нужно предпринять во время всей работы: сначала вам необходимо выбрать объект, сделать его эскиз, начертив начальные линии, после этого добавить оставшиеся детали, а затем навести контур и главные линии. Вот видите – здесь нет ничего чрезвычайно сложного. Если вы серьезно возьметесь за работу, то уже за час-полтора будете иметь готовый результат. Главное — верить в себя и не опускать руки в случае неудачи. У вас все получится!
Как рисовать птичек роботов. Как нарисовать робота карандашом поэтапно
Роботов любят рисовать не только мальчики — мне вот тоже когда-то очень нравилось рисовать роботов. Моим любимцем сейчас является Бэндэр из Футурамы, но раз его уже изображали, выложу пошаговый урок рисования другого робота — Оптимуса Прайма.
Для начала нарисуем фигуру робота с помощью условных линий и фигур.
Постепенно начинаем обрисовывать эти фигуры, превращая в мощного, большого робота.
Робот готов.
Раскрасить можно в цвета близкие к оригиналу, а можно и на свое усмотрение.
Можно нарисовать робота так: сначала набросок, затем детали рисунка робота (металлическое туловище, голову, руки и ноги), дополнительно можно дорисовать антенны, кнопки и другие технические детали.
Также пошаговые видеоинструкции рисования робота помогут сделать изображение правильно.
С помощью геометрических фигур обозначаем основу тела робота. Рисуем туловища и голову. Конечности рисуем пока в виде линий. Затем постепенно начинаем детализировать голову и туловища. Добавляем необходимые детали. Прорисовываем руки и ноги. В конце аккуратно убираем не нужные линии.
В серии Нарисуй Робота в мультипликационном сериале Рисунки Темы покажут не только поэтапное рисование робота (где-то с 2.30 минуты и в самом конце), но и расскажут для чего он может пригодится. Такие мультфильмы очень помогают родителям и детям творить собственное творчество.
Да, роботов нынче развелось много! И Валли, и робот — няня из Смешариков, обычные роботы, и даже роботы в 3Д.
..
Хочется предложить несколько таких видео — материалов, найденных на ЮТубе мастер — классов по рисованию таких железных человечков.
Техника рисования у все разная, поэтому одними геометрическими фигурами тут не обойдешься! Нужна будет и игра с цветом с помощью штриховки, и с объемом с помощью теней.
Вариант 1 —
Вариант 2 —
Вариант 3 —
В том, чтобы нарисовать робота , нет ничего сложного, ведь этот рисунок полностью зависит от вашего воображения, у него может быть любой формы голова и тело, руки и ноги, у него может даже быть две головы и десять рук, а вместо ног быть гусеницы, как у танка.
Вот например, можно воспользоваться следующей схемой рисунка:
Предлагаю вам попробовать изобразить робота — трансформера. Вот схема, на которой по этапам показано, как рисовать такого робота. Скорее всего, работа будет сложной, но увлекательной, и от вас потребуется терпение и положительный настрой — несколько тренировок, и ваши труды не пройдут зря.
Итак, давайте приступим к рисованию. Рисуйте карандашом в том же порядке, как показано на схеме. Поначалу пусть это будут только очертания, наметки, детально прорисовывать мы будем уже позже. Схема показана в шесть этапов. Когда рисунок будет завершен, можно будет заштриховать его тем же карандашом, либо сделать в желаемом цвете. Успехов вам в рисовании!!!
Исходить будем из того, что робот человекоподобный. И симпатичный.
Сначала наметим скелет.
Начинаем наращивать тело.
Добавляем детали.
Наш робот не в пустоте находится.
Поработаем над линиями и деталями. Заодно отметим блики.
Начинаем штриховать.
Я вам предлагаю нарисовать вот такого робота:
Нарисовать его совсем несложно, нужно лишь чуточку терпения и усидчивости.
Итак, сначала сделайте набросок робота, определите, где у него будут тело, голова, руки и ноги.
Предлагаю воспользоваться вот этими картинками, которые вам помогут в вашем творчестве:
Добрый день, сегодня снова рисуем трансформеров, а точнее Рисуем Шоквейва из мультфильма “Трансформеры”.
Для начала, расскажем немного, что это за трансформер. Шоквейв — один из самых опасных десептиконов. По силе и огневой мощи он способен сравниться даже с Мегатроном. Астромагниевая пушка на его правой руке — мощное и опасное оружие. Самая заметная черта внешности трансформера…
Добрый день, сегодня рисуем Хиро Хамада и Беймакс — персонажей из мультфильма «Город героев», который вышел на экраны кинотеатров зимой 2014 года. Главные персонажи этого полнометражного мультфильма, веселый и жизнерадостный Хиро Хамада и его преданный друг робот Бэймакс сразу стали любимы во всем мире. Еще бы, кто из мальчишек и девчонок не хотели бы иметь такого…
Добрый день. Сегодня мы будем представлять урок, как рисовать трансформеров. И нашим героем будет Трансформер Саундвейв, популярный персонаж американского фильма и мультсериала «Трансформеры». Саундвейв, это храбрый трансформер трансформирующийся в кассетный магнитофон, он является опытным воином, участвовавший с другими трансформерами во всех сражениях.
Всем привет! Мы приготовили для вас новый урок, в котором рассмотрим поэтапное рисование робота.
На самом деле робот, которого мы сегодня будем рисовать, очень простой — нарисовать его сможет даже совсем . Мы специально решили подобрать простенький урок, чтобы отдохнуть после , ведь он был действительно трудным и объёмным.
Вообще наш сегодняшний робот навеян ностальгическими образами из фильмов и книг семидесятых и восьмидесятых годов прошлого столетия, когда быт жителей двухтысячных представляли в виде набора футуристичных стереотипов, среди которых обязательно были летающие по воздуху машины, игры с полным погружением в «вирутальную реальность» путём одевания специальных очков и, естественно, роботы с глазами-лампочками и антенной на голове. Как видим, ничего из этого (ну или почти ничего) частью нашего быта не стало, но вот нарисовать робота из фантазий людей той эпохи мы можем запросто.
Давайте сделаем это!
Шаг 1
Сначала нарисуем стикмена — человечка из палочек и кружков. Сегодняшний стикмен, наверное, самый простой из всех, которые мы рисовали на нашем сайте. Ноги обозначаем двумя совсем прямыми палками, руки чуть сгибаются в локтях, а на месте головы рисуем контур, похожий на ведро.
Шаг 2
Прорисуем стикмена, точнее, верхнюю часть его туловища и руки. Разметим голову вертикальной линией лицевой симметрии и горизонтальной линией глаз и нарисуем антенну на макушке. Прорисуем контур туловища (обратите внимание, он заканчивается НЕ линией пояса из прошлого шага, и немного раньше).
Затем придадим форму рукам, на плечах и локтях двумя-тремя линиями обозначаем суставы. Двупалые кисти рук будут более похожи на клешни, чем на человеческие кисти. Нарисуем на них несколько полосок и переходим к следующему шагу.
Шаг 3
А теперь прорисуем нижнюю часть туловище и ноги. Этот шаг настолько простой, что можно немного отвлечься и посмотреть на довольно общительного робота, почему-то похожего на пылесос.
Изобразите пояс и паховую область робота в виде треугольника, соедините его с туловищем парой линий, которые будут обозначать талию (она должна быть более узкой относительно верхней и нижней частей туловища). На ногах обозначьте колени и ступни и приступайте к следующему этапу.
Шаг 4
Давайте нарисуем мордаху робота — она должны быть немного невменяемой, но милой. Для начала нарисуем глаза-лампочки (обозначьте их в виде кругов), затем перевёрнутой буквой «С» обозначьте нижнюю челюсть и нарисуйте зубы. Не забудьте также про антенны на месте ушей, всё же наш робот — вершина технологий.
Шаг 5
Продолжим детализировать робота, нарисуем ему на туловище нагрудную пластину. Теперь он стал совсем похож на , и, чтобы он отличался от него хоть чем-то, нарисуем под пластиной прямоугольную панель с четырьмя кнопками. Завершаем этап рисованием пары горизонтальных линий на талии нашего робота.
Шаг 6
Остаётся последний шаг — стереть лишние вспомогательные линии с ног и немного прорисовать их.
В конце у вас должно получиться что-то вроде этого:
Посмотрите ещё одно видео — топ 10 самых странных и (или?) технологичных роботов. Среди них есть действительно забавный экземпляры как например, робот-Эйнштейн или робот-бармен из лего.
Ну а мы традиционно пожелаем здоровья и творческих успехов нашим читателям — всего хорошего, заходите почаще на наш сайт, мы постоянно отрисовываем новые уроки именно для Вас! До встречи!
В последние годы и десятилетия технический прогресс двигается очень быстрыми темпами. Практически в каждом доме, на каждом производстве можно встретить робота, выполняющего ту или иную работу: уборку помещений, сборку деталей и т.д. Конечно, многие из них и близко не напоминают человека, но у многих из нас роботы ассоциируются именно с антропоморфными механизмами из книжек из фильмов. Классикой в этом плане можно считать книги Айзека Азимова и их экранизации, серию фильмов о терминаторе, советскую фантастику вроде «Электроника» или «Гостьи из будущего».
Мы попытаемся собрать все эти образы воедино и научиться тому, как нарисовать робот.
Веселый робот с ушами-лампочками
Люди, далекие от робототехники и технических специальностей в целом обычно представляют роботов эдаким чудом, оборудованным множеством непонятных кнопочек, лампочек, экранов и регуляторов. Мы возьмем за основу этот стереотип для того, чтобы нарисовать робота поэтапно. Правда, он будет скорее мультипликационный.
Начнем с «головы». Хотя наш робот будет в какой-то степени антропоморфным, спутать его с человеком нельзя и близко: голова у него будет квадратной, глаза круглыми, нос — треугольным. Вместо ушей будут торчать две лампочки накаливания, а еще сверху будут «расти» рожки с маленькими шариками на концах.
Затем туловище. Оно тоже будет прямоугольным. В верхней части — там, где у людей расположена грудная клетка, будет находиться экран. На нем будет изображена кривая — что-то вроде графика.
Теперь «руки». Они сделаны из гофрированной трубы, а роль кистей выполняют манипуляторы с двумя хватательными элементами.
После этого изобразим нижние конечности. Они тоже сделаны из гофрированной трубы с круглым сегментом посредине.
Раскрасим рисунок. Корпус у нашего устройства будет металлическим, потому и цвет будет соответственный — серый. Но, конечно, не целиком: экран раскрасим голубым, лампочки и глаза желтым, нос красным, а рот оранжевым.
На этом все — рисунок окончен.
Суровый зубастый робот — рисуем шаг за шагом
Продолжим наше знакомство с роботизированными организмами. Теперь будем рисовать суровый продукт технического прогресса — круглые глаза навыкате, сцепленные зубы — настоящее создание из стали. На его примере мы разберемся, как нарисовать робота карандашом.
Начнем с головы. Уже на этом этапе будет видна суровость нашего чуда техники — глаза будут большими и круглыми, рот — широким, с множеством квадратных зубов. А вверху будет торчать изогнутая антенна с шариком.
Теперь корпус. По форме он будет напоминать трапецию с решеткой посредине.
После этого изобразим руки-манипуляторы с шариками в области локтей. Одна рука будет направлена вниз, а другая — вверх.
Теперь нижняя часть таза (она будет отделена от грудной клетки) и ноги. Ноги будут состоять из нескольких прямоугольников, шариков и трапеций.
Время раскрашивать рисунок. Практически вся поверхность корпуса останется серой — исключение составят лишь огоньки на нагрудной панели.
Все, мы закончили работу.
Робот-кубик — учим ребенка рисовать
Дети, даже самые маленькие, хоть раз видели робота — в мультике, в виде игрушки, в реальной жизни. И если малыш проявил интерес к этому достижению технического прогресса, то наверняка будет интересно разобраться, как нарисовать робота ребенку. Тем более что это не только весело, но и очень познавательно.
Начнем с головы и черт лица. Выглядеть они будут довольно необычно: голова квадратная, глаза круглые, а рот — прямоугольный. И не забудьте про антенну с круглым наконечником.
Затем — руки с двумя «пальцами», которыми можно легко хватать небольшие предметы. Они состоят из двух сегментов, чтобы свободно сгибаться и разгибаться.
И, конечно, нужны массивные ноги-колонны, ведь конструкция должна быть достаточно устойчивой.
Робот-таракан — урок для начинающих
Мы уже говорили о том, что роботы на рисунках чаще всего напоминают людей, хоть и очень отдаленно. Но не всегда — к примеру, тот, которого мы будем рисовать сейчас, больше смахивает на таракана. Впрочем, принципиальной роли это не играет — это прекрасный вариант того, как легко нарисовать робота.
Первым делом наметим общие формы и вспомогательные линии: крупный кружок, прямые и изогнутые линии.
Потом займемся мордочкой: круглые глаза, узкий рот, полный зубов, изогнутые рожки с маленькими шариками — точь-в-точь таракан.
Затем руки — они тоже будут изогнутыми, расширяющимися книзу, состоящими из множества мелких сегментов.
После этого перейдем к корпусу — он по форме напоминает трапецию, с дверкой — вероятно, за ней прячется управляющий элемент.
Теперь займемся ногами — они у робота кривые, изогнутые, с большими ступнями.
На следующем этапе надо убрать все вспомогательные линии и аккуратно навести основные.
Теперь можно работать с цветом — робот будет серым, и только глаза и зубы будут яркими, разноцветными. Также яркости добавит фон — сделаем его ярко-оранжевым.
Все, наш механизированный таракан полностью готов к работе.
Могучий военный робот — рисуем железного солдата
Часто роботов используют не только в бытовых или производственных целях, но и в военных. Ведь механизм может сделать расчеты гораздо точнее, чем человек, не говоря уже о том, что железо не знает усталости. Потому во многих фантастических книгах, описывающих войны будущего, в качестве солдат описаны именно роботы. Попробуем представить себе такую железную армию и разобраться, как нарисовать военного робота.
Начнем, как и в предыдущих случаях, с головы. Уже по ней видно, что наш воин по-настоящему могуч: подбородок выступает вперед, лоб высокий.
После этого займемся корпусом: он очень похож на человеческий торс. Очень-очень накачанный человеческий торс с могучими плечами и мощными грудными мышцами.
Затем — сильные ноги. Они тоже очень похожи на человеческие, хоть и сделаны довольно грубо. Но ведь в войне главное — функциональность. А ее в таких ногах хоть отбавляй.
И, конечно же, нужны руки — большие, сильные, с плотно сжатыми в кулаки ладонями.
Теперь надо скорректировать контуры — если где-то есть лишние линии, неровности, разрывы, их надо убрать.
Раскрасим наше творение в серые и красные тона. Заодно изобразим на груди у бойца эмблему.
Теперь все — рисунок готов, воин может идти в бой.
Но это не слишком хороший способ научится рисовать, ведь для таких рисунков требуется уже достаточно хорошие умения в этом деле. Возьмем что-нибудь попроще. Предлагаю нарисовать Бендера из Футурамы .
Наверное, все видели популярный американский научно-фантастический сатирический мультсериал, созданный в студии «20th Century Fox» Мэттом Грейнингом и Дэвидом Коэном.
Там много интересных персонажей, которых я в будущем нарисую и напишу уроки как это делать поэтапно, поэтому следите за обновлениями и новыми уроками рисования. Но особенно интересен робот Бендер. Хоть его и пытаются показать как плохого героя: называют сквернословом, роботом-сгибальщиком и клептоманом, все равно он остаётся кумиром миллионов зрителей.
Особенно мне нравились его чёткие фразы , которые впоследствии ставали мотивами для шуток, анекдотов и комиксов. Я попытался тоже сделать что-то похожее на комикс. Он получился однокадровый как мем, но все-таки выглядит довольно забавно. Я использовал одну из известных фраз Бендера в мультсериале.
Читайте статью до конца, и вы сами всё увидите!
А сейчас переходим непосредственно до урока.
Первым делом мы должны представить себе как выглядит робот
. Используйте рекомендации, которые я приводил в уроке «». Если вы еще не читали этот урок, то непременно это сделайте. А тут я приведу несколько основных рекомендаций.
Как должна выглядеть подготовка к рисованию :
- Тщательно осмотрите вам объект;
- Наблюдайте за тем, как он расположен;
- Проведите разминку;
- Рисуйте круги, вертикальные и горизонтальные линии.
Зачем это всё нужно, думаю уже понятно – это разминка. Также как и все великие спортсмены, певцы, писатели, вы должны сделать разогрев. Вам нужно не только подпитать воображение, но и приучить руку рисовать легко и непринуждённо.
Если Вам лень ( ??) Вы уже всё это проделали, переходим к первому этапу рисования.
Делаем эскиз будущего робота. Посередине квадрат символизирующий тело, позже руки, ноги и отметим сверху горизонтальной линией примерное расположение (возможно даже высоту) головы. Не старайтесь сразу рисовать его целиком как на первой картинке, достаточно просто штрихом изобразить расположение всех частей тела. К детализации перейдём позже.
Шаг второй. В животе у Бендера всегда есть место для всякого хлама, бутылки спиртного, денег, нужной, в данный момент, кнопки и регулятора .
Рисуем эту дверцу а также расположение самого туловища.
Шаг третий. Делаем голову похожую на цилиндр и сверху прикручиваем антенну. В мультсериале придается большое значение этому аксессуару (гы-гы). Антенна Бендера сравнивается по значению с мужским достоинством.
Шаг четвертый. Уже нанесенные штрихи можно подработать ластиком и уточнить края. Перейдем к детализации головы. Глаза у Бендера представляют собой два шара (по ходу это лампы, я так и не понял). А на месте рта сделаем клетчатую поверхность.
Посмотрите также внимательно на руки. В плечевой части имеются некоторые складки, круги. Можно сначала рисовать круги полностью, а потом удалить лишнее ластиком, чтобы они получились ровнее. Хотя я думаю, после проведения разминки, они у Вас и так должны быть ровными.
Шаг пятый. Нанесенные штрихи опять же удаляем слегка ластиком и наносим уже уверенную жирную линию. Детализируем элементы головы. Рисуем кисти рук. Пальцев у Бендера всего три и они согнуты в кулак.
Шаг последний. Уберите все вспомогательные линии и обведите контуры робота. Вот как у Вас должно было получиться.
Как сделать арт-бота (Scribble Bot)
Автор: Эмма Ванстоун 4 комментария
Арт-боты или Scribble-боты доставляют массу удовольствия и предоставляют множество возможностей для расследования. В этой простой версии используется небольшой двигатель и ручки, закрепленные вокруг горшка. Мотор заставляет ручку (клей-карандаш или пробку) вращаться, что, в свою очередь, заставляет Scribble Bot двигаться.
Ученикам можно давать задания, например найти путь для Scribble Bot провести пунктирную линию или оставить исследовать, свободно проходя итеративный процесс проектирования, тестирования и внесения поправок в свои идеи.
Art botКак сделать Art Bot
Материалы для Scribble Bot
Небольшой мотор 1,5–3 В (ссылка для США http://amzn.
to/2bo57nn)
Толстая резинка 2 дюйма x ½ дюйма
Батарейка AA
Двусторонний скотч или прочный клей
Банка Pringles или другой небольшой контейнер
Два провода
Бумага
Фломастеры (ссылка для США http://amzn.to/2bChQ9I )
Рулон бумаги – нам нравится этот рулон Мелиссы и Дуга (ссылка для США http://amzn.to/2bo1qhq)
Инструкции по создание каракули-ботаНаденьте толстую эластичную ленту на батарею и прикрепите ее скотчем к верхней части банки чипсов Pringle или контейнера аналогичной формы.
Шаг 1 – Прикрепите аккумулятор и эластичную ленту на местоПрикрепите мотор к верхней части контейнера; он должен быть близко к краю, чтобы рука могла свободно вращаться.
Шаг 2. Добавьте двигательПодсоедините провода к двигателю и аккумулятору. Эластичная лента идеально подходит для фиксации проводов на каждом конце батареи, так как их можно легко снять, чтобы выключить двигатель.
Шаг 3 – прикрепите провода между аккумулятором и двигателем Прикрепите стержень клеевого пистолета к двигателю и убедитесь, что он вращается.
Вы можете поэкспериментировать с клеевыми стержнями разной длины или другими предметами, такими как пробки или даже пластилин.
Шаг 4 – прикрепите клеевой стержень или другой пропеллер к концу мотораПрикрепите четыре фломастера по бокам.
Шаг 5. Расположите фломастеры снаружиСнимите крышки и дайте роботу Scribble свободно перемещаться по бумаге.
Complete Art Bot Дополнительные идеи для занятий Art BotЭкспериментируйте с различными материалами для создания пометок:
- Мел
- Кисти
- Карандаши
- Клеевой стержень разной длины
- Пробка
- Пластилин
Исследуйте, что произойдет, если вы сдвинете руку не по центру; мы добавили кусок K’nex к одному концу пробки на картинке выше, что сделало пунктирную линию. Центральный рукав составлял плавную линию.
Попробуйте поднять и опустить перья и посмотреть, как это изменит рисунок.
Не могли бы вы добавить тянущееся перо сзади или сбоку от вашего каракуль-бота?
Можете ли вы добавить переключатель или зуммер в свою цепь?
Инструкции для Art BotДополнительные задачи STEM с использованием электродвигателя
После того, как вы закончите рисовать робота, двигатель и аккумулятор можно использовать для многих других задач STEM.
Сделать мини моторную лодку . Для этого вам понадобится небольшой пропеллер, мотор и аккумулятор.
Дизайн и сборка роботов-щеток . Они великолепны, так как дети могут использовать свое воображение, чтобы роботы-щетки выглядели так, как они хотят, и добавлять забавные украшения и дополнительные функции.
Lemon Lime Adventures также имеет блестящую игрушечную машинку с мотором .
Последнее обновление: 6 февраля 2023 г.
, автор: Эмма Ванстон дополнительные ресурсы. Science Sparks не несет ответственности за травмы или ущерб имуществу, которые могут возникнуть в результате использования информации и выполнения практических действий, содержащихся в этом ресурсе или в любом из предложенных дополнительных ресурсов.
Эти занятия предназначены для детей, работающих с родителем, опекуном или другим подходящим взрослым. Участвующий взрослый несет полную ответственность за обеспечение безопасного выполнения действий.
Взаимодействие с читателем
Как рассчитать переднюю кинематику робота за 5 простых шагов
Расчет прямой кинематики часто является первым шагом к использованию нового робота. Но как начать?
Хотя в Интернете есть несколько хороших руководств, до сих пор не было простого шага-b Пошаговое руководство по расчету прямой кинематики.
Вот простое руководство по расчету кинематики любого робота-манипулятора.
[С тех пор, как я впервые опубликовал эту статью в 2015 году, она стала одной из наших самых популярных статей! С тех пор я обновил и улучшил его, но основная простота осталась прежней..]
Вычисление кинематики является краеугольным камнем навыка для инженеров-робототехников. Но кинематика иногда может быть проблемой (например, понимание разницы между прямой и обратной кинематикой).
Когда я впервые начал заниматься исследованиями в области робототехники, мне часто говорили: «иди и посчитай переднюю кинематику этого робота». По сути, эта фраза является сокращением для исследования робототехники для «иди и познакомься с этим роботом».
Расчет прямой кинематики является жизненно важным первым шагом при использовании любого нового робота в исследованиях, особенно для манипуляторов.
Несмотря на то, что я изучал теорию кинематики в университете, только когда я рассчитал различные кинематические решения для нескольких реальных роботов, весь процесс стал интуитивно понятным.
Даже тогда, поскольку я не рассчитывал кинематику каждый день, мне приходилось возвращаться к своим заметкам, чтобы напоминать себе, как это сделать, каждый раз, когда я сталкивался с новым роботом.
Было бы очень полезно иметь пошаговое руководство по этапам прохождения. Таким образом, мне не пришлось бы читать сотни страниц академически написанных уравнений в учебниках.
Было бы полезно что-то вроде «шпаргалки» по кинематике.
Этот пост как раз и есть шпаргалка.
В первую очередь я сосредоточусь на подходе Деванита-Хартенберга (DH) к прямой кинематике, поскольку он является наиболее распространенным.
Надеюсь, вам понравится!
Шаг 1: Возьмите карандаш и бумагу
При запуске нового робота может возникнуть соблазн сразу же перейти к компьютеру. Однако, даже если робот выглядит как «стандартный» манипулятор 6R (наиболее распространенный тип робота), я всегда сажусь с карандашом и бумагой, чтобы нарисовать кинематическую схему.
Это простое задание заставляет вас внимательно рассмотреть реальную физическую конфигурацию робота, избегая ложных предположений, которые могут нанести ущерб позже во время кодирования.
Существуют различные способы рисования кинематической цепи. Выберите любой стиль, который вы предпочитаете.
Я предпочитаю простые цилиндры для поворотных соединений и линии для звеньев, как показано на рисунке. Выполните поиск картинок в Google по запросу «кинематическая диаграмма» и просмотрите несколько доступных стилей.
Во время рисования определите, в каком направлении движется каждый сустав, и нарисуйте это движение в виде двусторонних стрелок на диаграмме.
Шаг 2: Определите оси
Следующим ключевым шагом является нанесение осей на каждый сустав. Подход DH назначает разные оси каждому подвижному суставу.
Если правильно настроить оси, работать с роботом будет легко. Настройте их неправильно, и вы будете страдать бесчисленными головными болями.
Эти оси потребуются симуляторам, решателям обратной кинематики и вашим коллегам в вашей команде (никто не хочет решать решение прямой кинематики, если это уже сделал кто-то другой).
Посмотрите это видео, чтобы узнать, как их настроить:
Две важные оси для работы:
- Ось Z — Ось Z должна лежать на оси вращения вращательного шарнира или оси растяжения призматического шарнира.
- Ось X — Ось X должна лежать вдоль «общей нормали», которая является кратчайшей ортогональной линией между предыдущей осью z и текущей осью z (серьезно, посмотрите видео).
- Ось Y — После того, как вы рассчитали две другие, эта ось должна встать на место, следуя «правилу правой руки» (см. ниже).
Лично я рисую оси, используя следующую раскраску: ось z (синяя) , ось x (красная) и ось y (зеленая) .
Кстати, это цветовая схема, которая используется в визуализаторе RViz от ROS, которую я широко использовал во время работы над диссертацией.
Еще когда я был студентом, наш лектор предложил нам сделать ось «скульптуру» из трех цветных соломинок, воткнутых в сферу синей гвозди, чтобы объяснить нам теорию. Хотя это может показаться немного «игровой школой», это может быть очень полезно, поскольку вы можете расположить скульптуру рядом с физическим роботом, чтобы убедиться, что оси указывают в правильном направлении. Чтобы получить виртуальную версию, воспользуйтесь этим интерактивным инструментом.
В качестве альтернативы вы можете использовать «правило правой руки».
Правило правой руки
Быстрый и простой способ запомнить направление оси Y — следовать правилу правой руки. Это мнемоника (помощь для запоминания), широко используемая в физике для запоминания ориентации трехмерной оси.
Чтобы использовать его, вытяните правую руку перед собой, вытянув большой, указательный и средний пальцы под углом 90 градусов друг к другу.
Каждый палец соответствует оси:
- Большой палец = ось Z.
- Указательный палец = ось X.
- Средний палец = ось Y.
Направляя большой и указательный пальцы по осям z и x шарнира робота, ваш средний палец естественным образом упадет в направлении оси y.
Шаг 3: Запомните свой концевой эффектор
Цель расчета прямой кинематики состоит в том, чтобы иметь возможность рассчитать положение конечного эффектора по положению суставов.
В большинстве учебных пособий по прямой кинематике конечный эффектор рассматривается как одно расстояние от конечного сустава. Это нормально для простого захвата «открыть-закрыть». Однако, поскольку современные захваты часто более сложны, стоит рассмотреть, как работает концевой эффектор.
Например, 3-пальцевый адаптивный захват Robotiq имеет несколько различных режимов захвата. Каждый режим будет соответствовать немного отличающемуся желаемому положению конечного эффектора.
Если вы хотите зажать объект между его пальцами, для этого потребуется другое расстояние, чем если бы вы хотели обхватить объект пальцами.
При построении кинематической модели всегда следует тщательно учитывать концевой зажим.
Шаг 4: Расчет параметров DH
Параметры Denavit-Hartenberg (DH) часто требуются для ввода модели робота в симулятор и начала выполнения любого анализа на ней.
Лучший способ визуализировать параметры DH — посмотреть видео, которое я уже включил выше.
Параметры DH разбивают каждое соединение робота на четыре параметра, каждый из которых берется относительно предыдущего соединения. Они рассчитываются относительно «общей нормы», описанной выше. Обратите внимание, что если предыдущая ось z пересекает текущую ось z, что часто бывает, общая нормаль имеет нулевую длину.
- d — расстояние между предыдущей осью x и текущей осью x, по предыдущей оси z.
- θ — угол вокруг оси z между предыдущей осью x и текущей осью x.
- a (или r) — длина общей нормали, которая представляет собой расстояние между предыдущей осью z и текущей осью z
- α — угол вокруг общей нормали между предыдущей осью z и текущей осью z.
Просмотрите все соединения на чертеже и запишите параметры DH для каждого соединения. Каждое соединение должно иметь одно значение, которое является переменной, представляющей приводимое в действие соединение.
Для более подробного объяснения и некоторых примеров я рекомендую этот раздаточный материал Питера Корка или эту главу из Введение в робототехнику.
Альтернативы параметрам DH
Подход DH является наиболее распространенным подходом к прямой кинематике, но он не идеален. Одним из его недостатков является то, что он не очень элегантно обрабатывает параллельные оси Z. Существуют различные альтернативы, в том числе представления теории винтов, Hayati-Roberts и другие геометрические модели (см.
эту статью для сравнения). Это могут (или не могут) быть лучшие подходы. Однако большинство кинематических библиотек принимают параметры DH, и по этой причине это разумный подход для начала.
Шаг 5. Объедините параметры в робота целиком
Последний шаг — объедините все параметры DH в робота целиком. Есть два способа сделать это, сложный и простой:
Трудный путь: Создайте свой собственный решатель
«Чистый» метод использования параметров DH состоит в том, чтобы «свернуть свой собственный» решатель Forward Kinematic, используя ваш любимый язык программирования. Я сам использовал этот подход в прошлом, хотя, вероятно, в наши дни я бы не стал этого делать.
Когда у вас есть параметры DH для каждого соединения, вы можете использовать этот метод для кодирования их в решателе прямой кинематики:
- Найдите библиотеку на вашем языке программирования, которая позволяет выполнять матричное умножение. Кроме того, напишите свой собственный код, используя методы из этого списка.
- Для каждого соединения робота заполните новую матрицу 4 x 4 следующими значениями:
- Перемножьте все матрицы вместе, начиная с первого сустава и заканчивая концевым эффектором.
- Окончательный вектор T будет содержать положение концевого эффектора. Матрица R будет содержать ориентацию концевого эффектора.
Если вы просто хотите попробовать это с некоторыми значениями, не кодируя свой собственный решатель, вы можете использовать этот удобный онлайн-инструмент, чтобы создать рабочий пример полного робота из его параметров DH.
По моему опыту, создание собственного решателя не дает больше преимуществ, чем использование существующей библиотеки. Тем не менее, это хорошее упражнение для обучения.
Простой способ: используйте существующие библиотеки
Гораздо более эффективный способ расчета прямой кинематики, если у вас есть параметры DH, — это использовать существующую библиотеку.
Существует множество кинематических программных библиотек, и многие из них делают гораздо больше, чем просто рассчитывают прямую кинематику.