Конструируем роботов для соревнований. Танковый роботлон

Р
О
Б
О
С
П
О
Р
Т

КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ
ДЛЯ СОРЕВНОВАНИЙ

ТАНКОВЫЙ
РОБОТЛОН

В. В. Тарапата, А. В. Красных, А. А. Валуев

2-e издание, электронное 

Лаборатория знаний
Москва
2022

УДК 373.167
ББК 32.97
Т19

С е р и я о с н о в а н а в 2018 г.
Ведущий редактор серии М. С. Стригунова
Тарапата В. В.
Т19
Конструируем
роботов
для
соревнований.
Танковый роботлон / В. В. Тарапата, А. В. Красных, А. А. Валуев. — 2-е
изд.,
электрон. — М.
:
Лаборатория
знаний, 2022. — 83 с. — (РОБОСПОРТ). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-966-4
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОСПОРТ» поможет вам создавать роботов и участвовать с ними
в соревнованиях по робототехнике.
Собрав из деталей конструкторов LEGO

R
○ MINDSTORMS

R
○

Education EV3 базовую модель управляемого робота-танка, вы
поймете принципы его устройства, сильные и слабые стороны
различных моделей. А применив свои фантазию и изобретательность, вы сможете создать собственную уникальную модель
робота для участия в соревнованиях любого уровня.
Для
технического
творчества
в
школе
и
дома,
а
также
на занятиях в робототехнических кружках.
УДК 373.167
ББК 32.97

Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов для соревнований. Танковый роботлон / В. В. Тарапата, А. В. Красных, А. А. Валуев. — М. : Лаборатория знаний,
2018. — 76 с. : ил., [4] с. цв. вкл. — (РОБОСПОРТ).
ISBN 978-5-00101-153-8.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от
нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-966-4
© Лаборатория знаний, 2018

Здравствуйте!

Издание, которое вы держите в руках, — это не просто описание одной из номинаций робототехнических состязаний 
и практическое руководство по подготовке к нему. И то, что 
в результате вы самостоятельно сумеете собрать и запрограммировать 
настоящего робота для спортивных соревнований, несомненно, большой 
успех и первый шаг на пути к знаменательным победам!
Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера, как 
терпение, аккуратность, настойчивость и творческое мышление, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут 
уверенно создавать своё будущее, стать успешным человеком, независимо 
от того, с какой профессией свяжете жизнь.
Создавать будущее — сложная и ответственная задача. Каждый 
день становится открытием, если он приносит новые знания, которые 
затем смогут стать основой новых проектов и новых побед. Особенно 
это важно для тех, кто выбрал дорогу инженера или технического 
специалиста. Знания — это основа для свершений.
Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от 
смелости создавать новое и умения демонстрировать это обществу и миру, состязаться в креативности разработок и принимать как победы, так 
и поражения, делать соответствующие выводы. Всё, что нас окружает 
се годня, придумано инженерами. Их любопытство, желание узнавать неизведанное и конструировать то, чего никто до них не делал, и создают 
окружающий мир, обогащают и развивают основы любой цивилизации. 
Имен но от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний день. 
Толь ко идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться вперёд.
И сегодня, подготовившись к соревнованиям роботов, поучаствовав 
в них, обменявшись опытом с единомышленниками, вы сделаете очередной шаг по этому пути.
Успехов вам и грандиозных побед!

Команда Программы «Робототехника:
Инженерно-технические кадры инновационной России»
Фонда Олега Дерипаска «Вольное дело»

Мир спортивной 
робототехники

Ты наверняка уже не новичок в мире робототехники и провёл много 
увлекательных часов с набором LEGO® MINDSTORMS® EV3, собирая 
и программируя различные механизмы и устройства.
Что же делать дальше? Как стать настоящим мастером робототехники? 
Мы тебе поможем!
Соревнования — самый эффективный способ совершенствования 
собственных навыков. И менно в соревновании ты можешь померяться 
изобретательностью в области конструирования и программирования 
роботов с другими ребятами. Более того, ты сможешь найти новых 
друзей и единомышленников, с которыми пройдёшь по дороге побед 
и поражений, и вы вместе сможете прийти к успеху! Ведь чем больше 
людей работают над проектами, тем сложнее задачи и тем успешнее 
они решаются!
Мир спортивной робототехники отворяет свои двери для тебя!

Задумайся над этим!

Всего за несколько часов работы ты 
сумеешь подготовить робота к настоящим спортивным соревнованиям 
мирового уровня!
Какие существуют состязания? Как 
стать лидером? Можно ли одолеть 
самых сильных соперников? Как интереснее состязаться — индивидуально или в команде?
Ты всё ещё ждёшь? Вперёд, навстречу большим победам!

Внимание!

Ты 
можешь 
собрать 
свои 
достижения 
в ро бототехнике в электронное портфолио! 
Фотографируй или фиксируй на видео результаты своей работы, чтобы потом представить их для участия в творческих конкурсах. Результаты конкурсов и олимпиад 
засчитываются при поступлении в профессиональные учебные заведения.

Кстати! Первый чемпионат мира по танковому биатлону прошёл 17 августа 2013 года
на подмосковном полигоне Алабино. 

Соревнование 
«Танковый роботлон»

ОПИСАНИЕ НОМИНАЦИИ

Танковый роботлон — совершенно 
новое соревнование в мире спортивной робототехники. Оно основано на 
проводящемся ежегодно чемпионате 
мира по танковому биатлону, где в 
борьбу вступают экипажи боевых машин и состязаются в искусстве управления танком в различных условиях (преодолевая такие препятствия, как брод, курган, косогор, противотанковый ров и др.) и стрельбы по мишеням. За непоражённые цели 
и неудачные манёвры назначаются штрафные круги. Обычно экипаж 
танка состоит из трёх человек: командира, механика-водителя и наводчика. (Раньше в экипаж входил ещё четвёртый человек — заряжающий, 
но после введения системы автоматической перезарядки необходимость 
в нём отпала.)
Цель каждой команды — показать наилучшее время прохождения 
трассы. 
В танковом роботлоне экипаж «танка» состоит из двух человек: один 
управляет движением боевой машины, второй — наведением на цель 
(башней танка) и стрельбой.

Боевой танк
Макет поля для танкового биатлона

Система соревнований построена по следующему принципу:
 
• Жеребьёвкой определяется очередность квалификационных заездов. Одновременно на одной трассе выступает одна команда. 
 
• По итогам квалификации определяются шесть лучших экипажей, 
которые сходятся в полуфинале по системе «на вылет». 
 
• В результате полуфинала остаются три лучших экипажа, они и борются за места на пьедестале почёта — абсолютный лидер (золото) 
и двое призёров (серебро и бронза).
Максимальное время одного заезда 
может составлять до 15 минут. 
Командам, не сумевшим преодолеть 
трассу с первого раза, предоставляется 
вторая попытка. При этом к их конечному времени добавляется штрафная 
минута. Первые соревнования по танковому роботлону планируются уже 
в 2018 году. По их результатам могут 
появиться различные категории, например разделение на лёгкие, средние 
и тяжёлые танки, а также выявиться различия в способах управления 
машиной, количестве человек в экипаже и видах стрельбы.

УСРЕДНЕННЫЙ РЕГЛАМЕНТ

Составим примерный усреднённый регламент данной номинации, чтобы 
мы могли вместе разработать собственную «боевую машину»! Но помни, что в конкретных соревнованиях он может быть (и, скорее всего, 
будет) другим.

Поле
Поле представляет собой трассу, имитирующую пересечённую местность с различными препятствиями. В разных соревнованиях по танковому роботлону могут изменяться или добавляться новые препятствия 
или мишени.
Поле разделено на различные зоны (препятствия), которые проходятся в следующем порядке:
1. Зелёная зона, в которой робот-танк находится до старта; он должен 
обязательно умещаться в ней полностью. Размер зелёной зоны составляет 35 35 сантиметров.
2. Лежачие полицейские — небольшие холмистые выступы в начале 
трассы, их высота и расстояние между ними варьируется. Проверяется 
устойчивость танка при прямолинейном движении.

Внимание! 

Все нюансы должны быть обязательно 
определены в регламенте соревнования, 
поэтому перед участием в любом соревновании тебе стоит внимательно изучить все 
его пункты. Даже если ты участвуешь в соревновании не первый раз.

3. Гравий — пологая зона, состоящая из керамзита — мелкого декоративного камня. Проверяются способность танка двигаться по горным 
дорогам и насыпям, умение экипажа грамотно распределять нагрузку 
на танк и выбирать скорость движения гусениц.
4. Пустыня — сухой песок, распределённый неравномерно (где-то 
могут быть впадины, холмики, ямки). Проверяются способность танка 
преодолевать пустынную местность, умение экипажа выбирать скорость 
движения.
5. Противотанковые ежи — зона наземных препятствий, имитирующих противотанковые ежи (пластик). Проверяются способность танка 
преодолевать рукотворные препятствия, умение экипажа избегать повреждений боевой машины.
6. Джунгли — имитация зоны густой растительности, представляющая собой закреплённые на земле полоски картона, установленные с 
наклоном против движения танка. Проверяются проходимость танка, 
умение экипажа двигаться оптимальным маршрутом в условиях густой 
растительности.
7. Стрельбище — стрелковая зона для танка, на разном расстоянии от которой расположены мишени. Проверяются умение экипажа 
наводить орудие, делать выстрелы и поражать статичные (недвигающиеся) цели, а также функционирование системы автоматической 
перезарядки.
Мишенью является круг диаметром от 2 до 5 сантиметров, установленный на вертикальной опоре. Высота мишени над поверхностью 
стрельбища изменяется с помощью пьедесталов (холмов) и варьируется 
от 0 до 20 сантиметров.

Мишень считается поражённой, если снаряд (балка № 3) попадает 
в основной круг (не в опору). При этом мишень может остаться стоять, 
а может упасть — попадание будет засчитано.
Экипаж имеет право сделать от трёх до пяти выстрелов. При поломке системы автоматической перезарядки наводчику разрешается устранить неисправность вручную.
За каждую непоражённую цель назначается круг в штрафной зоне 
«Зыбучие пески». 
8. Зыбучие пески — штрафная зона, в которую танк заезжает, только 
если остаются непоражёнными цели. За каждую несбитую мишень танк 
обязан проехать один круг. Зона представляет собой мокрый песок, 
распределённый на разных уровнях (могут быть впадины и ухабы).
9. Навесной мост — две деревянные дощечки, находящиеся над «пропастью». Проверяется умение экипажа маневрировать в опасной дорожной ситуации.
10. Красная зона — зона финиша. Экипаж считается закончившим 
прохождение трассы, если он успешно прошёл все зоны и полностью 
зашёл в красную зону. Её размер составляет 35 35 сантиметров.

Требования к роботу
Размеры робота не должны превышать 35 35 30 сантиметров (длина, 
ширина и высота), а вес должен быть не более 2 килограммов (2000 г) 
на протяжении всего соревнования.
Перед началом состязаний робот проходит проверку на соответствие 
габаритам и весу, а затем помещается в зону карантина. После попадания 
робота в эту зону запрещается изменять его конструкцию.
Робот не может быть автономным. Управление должно осуществляться с помощью дистанционного пульта. Во 
время прохождения трассы оператору запрещается касаться 
робота. 
В конструкции робота должны обязательно использоваться два программируемых блока (EV3 и/или NXT), причём с помощью одного 
из них обеспечивается передвижение танка, а с помощью другого — 
управление башней и стрельба.
Боевая машина должна иметь гусеничную базу. 
Роботы на колёсной или иной базе к заезду не допускаются.
Танк должен быть оснащён системой автоматической перезарядки. В качестве боеприпасов используются балки № 3. Количество боеприпасов 
не может быть меньше трёх и более пяти единиц.
Каждым программируемым модулем управляет один человек, член 
экипажа, с помощью одного пульта управления. 

Запрещается использование элементов конструкции, 
благодаря которым робот намеренно пачкает или повреждает поверхность поля.
Для создания робота допускается использовать только модули, комплектующие и компоненты, входящие 
в основные и ресурсные наборы LEGO® MINDSTORMS® 
Education EV3/NXT.
Количество используемых наборов и их комплектующих не ограничено. 

Проведение соревнований
Квалификационные заезды. Согласно жеребьёвке определяется очерёдность заездов. В одном заезде одновременно участвует только один 
экипаж.
Перед началом заезда судья контролирует положение робота в зелёной 
зоне и даёт команду «Старт». После старта начинается отсчёт времени.
У каждого робота — два члена экипажа (оператора): механик-водитель и наводчик. После команды судьи экипаж приступает к прохождению трассы.
В случае если танк не может пройти очередную зону, по просьбе 
экипажа судья может перенести застрявшую машину в начало следующей зоны. При этом к итоговому времени заезда будет добавлена одна 
штрафная минута. Такая помощь может быть оказана не более двух раз 
за один заезд и при очевидной потребности. Судья вправе отказать в 
помощи, если не видит необходимости в ней.
Заезд останавливается по достижении экипажем красной зоны финиша, либо по истечении десяти минут с момента начала заезда.
Если время заезда истекло, а экипаж не финишировал, то за каждую 
непройденную зону (кроме штрафной) к итоговому времени заезда добавляется по одной штрафной минуте, за каждую несбитую мишень —
по 20 штрафных секунд.
После окончания заезда экипаж вместе с роботом проходит в зону под названием «гараж», где можно починить 
робота и почистить его от грязи. Нахождение экипажа с машиной в этой 
зоне не может превышать 10 минут.
После «гаража» робот сдается обратно в зону карантина.
Обнаруженное судьёй нарушение в 
конструкции робота может быть устранено в течение 3 минут, в противном случае экипаж дисквалифицируется.

Важно! 

В 
различных 
соревнованиях 
действуют 
раз личные запреты на используемые робототехнические наборы, материалы и комплектующие в конструкции роботов. Мы 
будем создавать базовую модель для состязаний, пользуясь только конструктором 
LEGO® MIND STORMS® Education EV3.