Конструируем роботов на LEGO® MINDSTORMS® Education EV 3. Мотобайк

А. А. Валуев
КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

на 

В. В. Тарапата
А. В. Красных
А. А. Салахова

MINDSTORMS
Education EV3
LEGO

Мотобайк

2-е 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 2016 г.
Ведущие редакторы серии Т. Г. Хохлова, Ю. А. Серова
Тарапата В. В.
Т19
Конструируем
роботов
на
LEGO

R
○
MINDSTORMS

R
○

Education EV3. Мотобайк / В. В. Тарапата, А. В. Красных,
А. А. Салахова. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2022. — 63 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования:
Adobe
Reader
XI
;
экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-970-1
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
С помощью деталей конструктора LEGO

R
○ MINDSTORMS

R
○

Education EV3 вы сможете собрать роботизированный мотобайк,
которым можно управлять с помощью смартфона, и устроить
гонки на время с
друзьями.
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 на LEGO

R
○ MINDSTORMS

R
○ Education EV3. Мотобайк / В. В. Тарапата, А. В. Красных, А. А. Салахова. — М. : Лаборатория знаний, 2018. — 56 с. : ил., [4] с. цв. вкл. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-126-2.

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 978-5-00101-970-1
© Лаборатория знаний, 2018

Здравствуйте!

Издание, которое вы держите сейчас в руках, — это не просто описание 
и практическое руководство по выполнению конкретного увлекательного 
проекта по робототехнике. И то, что в результате вы самостоятельно 
сумеете собрать своими руками настоящее работающее устройство, — 
конечно, победа и успех!
Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера, 
как терпение, аккуратность, настойчивость и творческая мысль, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут 
уверенно создавать своё будущее, стать реально 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 
могут быть превращены в проекты. Особенно это важно для тех, кто 
выбрал дорогу инженера и технического специалиста. Знания — это 
база, которая становится основой для свершений.
Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от 
смелости создавать новое. Всё, что нас окружает сегодня, придумано 
инженерами. Их любопытство, желание узнавать неизведанное и констру ировать то, чего никто до них не делал, и создаёт окружающий 
мир. Именно от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний 
день. Только идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться 
вперёд.
И сегодня, выполнив этот проект и перейдя к следующим, вы сделаете очередной шаг по этой дороге.

Успехов вам!

        Команда Программы «Робототехника:
     инженерно-технические кадры инновационной России»
        Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело»

Дорогой друг!

Как видно, ты уже совсем не новичок в LEGO, раз добрался до набора 
LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 и, конечно, быстро собрал всё, 
что там предлагалось!
Что же делать теперь? Набор дорогой, выбрасывать жалко, а у младшего братика (если он есть) пока другие игрушки. Не расстраивайся! 
Мы тебе поможем.
Из этого набора можно собрать ещё много интересных и полезных 
вещей. Например, ты можешь собрать роботизированный мотобайк, которым можно управлять с помощью смартфона, и устроить гонки на 
время вместе с другом.

Задумайся над этим!

Фактически за какой-то час работы ты сумеешь пройти многовековой путь изобретателей прошлого! 
Почему в настоящее время такое 
стало возможно? Можно ли изобрести что-нибудь новое, не зная, какие 
машины и механизмы существовали 
в прошлом? Как интереснее работать — одному или вместе с другом?

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.

История появления 
мотоциклов

Кто в детстве не мечтал о мотоциклах? Мчаться по дороге наперегонки с ветром, подзадоривающим своей непокорностью, или с солнцем, 
опускающимся за горизонт? Или взлетать под купол стадиона по крутым песочным барханам, перепрыгивая горящие факелы и выстроенные 
в ряд машины? Быть может, ты хотел бы гнать по гоночной трассе, 
оставляя огненные следы от покрышек? Поверь, этой мечтой одержимы многие взрослые. Мы поможем тебе приблизиться к ней! 
Слово «мотоцикл» образовано от греческих слов «мото» — движение, 
движущий (от этого же корня появилось слово и «мотор» как «движитель» или «двигатель») и «циклос» — колесо. Таким образом, это 
колёса, обеспечивающие движение. В Большом толковом словаре под 
редакцией С. А. Кузнецова дано следующее определение: «Мотоцикл — 
это самодвижущаяся двухколёсная машина с двигателем внутреннего 
сгорания, расположенным впереди седла». Оно несколько ошибочно, 
и ты скоро убедишься почему. Основными отличительными чертами 
любого мотоцикла являются:
 
• наличие механического двигателя (не обязательно двигателя внутреннего сгорания);
 
• наличие боковых подножек или площадок для ног (по обеим сторонам);
 
• управление передним колесом напрямую от руля (без редуктора —
механизма, передающего и преобразующего крутящий момент с помощью механических передач);
 
• вертикальное положение мотоциклиста на сидении.
Ты уже нашёл различия с определением? Правильно, различие в точном указании вида двигателей. Но 
пока ничего не было сказано о колёсах. О, это дело заслуживает особого 
внимания! 
Готов побыть детективом и докопаться до истины? Чтобы разобраться, насколько важно в определении количество колёс, углубимся 
в историю создания мотоциклов.

Кстати! Ни байкеры, ни профессиональные 
велогонщики не используют слово «кататься». Оно считается почти оскорбительным, 
потому что означает бесцельное и бездумное мотание на короткие расстояния. 

Первые 
самодвижущиеся 
двухколёсные 
машины стали появляться в 1860-х годах. 
В то время было рано говорить о двигателях 
внутреннего сгорания — основным и единственно возможным вариантом был паровой 
двигатель. К концу XIX века их делали уже 
достаточно компактными, чтобы установить 
на лёгкое транспортное средство. Правда, 
ездили такие мотоциклы очень медленно 
и вызывали скорее любопытство, нежели желание ездить на них. Рассмотри конструкцию 
французского инженера Перро, созданную 
им в 1868 году (рис. 1). Одновременно подобную конструкцию на другом материке сделал американец Сильвестр 
Роупер. Его агрегат работал на угле. Кстати, именно на мотоцикле 
Роупера были впервые сделаны вращающиеся рукоятки на руле (точнее, вращался весь руль): вперёд — подача пара, назад — тормоз на 
заднее колесо.
Мотоцикл ли это? Похоже, что да, ведь он отвечает всем перечисленным критериям, включая наличие подножек на переднем колесе. 
Это была самая дешёвая и поэтому распространённая модель. Что же 
насчёт самой мощной? Ею был паровой мотоцикл Люциуса Коупленда 
(рис. 2), который в 1884 году имел мощность всего четверть лошадиной 
силы (0,25 л/с), причём перед поездкой необходимо было долго разводить пары. Все мотоциклы этого периода были, по большому счёту, 
цельнометаллическими или даже деревянными велосипедами с педальным приводом на 
переднем колесе. 
Не похоже на современные мотоциклы? 
Двигаемся дальше! В самом конце XIX века 
Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах создали первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания (рис. 3). Он был создан на базе 
деревянного велосипеда, имел мощность в половину лошадиной силы (0,5 л/с), весил 70 кг 
и двигался со скоростью целых 12 км/ч. Самое любопытное, что он имел два дополнительных опорных колеса, как современные велосипеды для малышей. Служили они точно 
для такой же цели: Даймлер не умел ездить 
на велосипеде, следовательно, боялся упасть 
с мотоцикла. Появление такого мотоцикла 
объяснялось лишь простым желанием изобре
Рис. 1. Мотоцикл Перро 
(паровой велосипед)

Рис. 2. Люциус Коупленд и его 
мотоцикл 

тателей испытать двигатель внутреннего сгорания, а современный мотоцикл они придумали 
из соображений: «А почему бы и нет?» Первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания просуществовал недолго, сгорев при пожаре в сарае, где проводились эксперименты.
Первые серийные мотоциклы стали выпускать в 1894 году в Германии. Их конструкцию придумали братья Хильдебранд 
как велосипед на паровой тяге. Затем Алоиз 
Вольфмюллер добавил в конструкцию мотор, имевший зажигание от калильной трубки, которое применяли во всех автомобилях, 
танках и других транспортных средствах разного назначения до распространения электрического зажигания. Творение Хильдебрандов и 
Вольфмюллера разгонялось до 45 км/ч. Кроме того, в этой модели отсутствовали педали. Правда, сцепления тоже не было. 
Немцы надолго заняли лидирующие позиции в производстве мотоциклов. В большинстве случаев производством этих двухколёсных 
средств передвижения занимались те же фирмы, что делали автомобили. Мотоциклы долгое время имели огромное преимущество — более 
низкую цену из-за простой, по сравнению с автомобилем, конструкции.
В 1920-х годах началось массовое производство спортивных моделей. 
Особых достижений добилась компания BMW, чья команда долгое время удерживала первенство в мировых чемпионатах и постоянно ставила 
рекорды скорости. Так, в 1937 году гонщик Эрнст Хенне развил скорость 279,5 км/ч.
В СССР производство мотоциклов берёт своё начало в 1930-х годах 
как попытка скопировать и впоследствии улучшить немецкие модели. 
К 1939 году советские инженеры в Серпухове смогли разработать первую 
собственную конструкцию — мотоцикл МЛ-3 с мощностью 3,5 л/с, трёхступенчатой коробкой передач и лёгким двигателем объёмом 123,7 см3 
(рис. 4). Он полностью удовлетворял по треб ность в быстром и лёгком 
транспорте у населения, поэтому по лу чил широкое распространение вместе с более тяжёлым, но мощным Л-8.
Трудно представить, что мотоциклы были 
распространены больше, чем автомобили? 
Когда же всё изменилось? Дело становится 
запутаннее с каждым новым фактом, юный 
детектив. Вернёмся к немецким производителям. Всем известно, что в 1940-х годах 
в Германии была распространена мотопехота 
и практически отсутствовала обычная. Это 

Рис. 3. Первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания

Рис. 4. Советский мотоцикл МЛ-3