Robot ontwerpen (01BK01A02)

Samenvatting van de opdracht

Je gaat zelf een robot ontwerpen. Dat is een ingewikkeld proces met veel verschillende stappen. De eerste stap is de voorbereidingsfase. Dan volgt de schetsfase en tenslotte de uitwerkingsfase.

Gegevens van deze opdracht

• Maximaal aantal lesuren voor deze opdracht: 6
• Belangrijkste beeldaspect(en): vorm, licht
• Soort ondergrond (drager) en formaat: 25 x 32,5 voor de ontwerptekening,
  32 x 44 voor het definitieve werkstuk.
• Benodigde materialen: B-potlood, kleurpotloden, puntenslijper en eventueel gum
• Hanteringswijze(n): schetsen, in kleur uitwerken (gelaagd arceren, kleuren mengen)
• Weging: 12
• Invalshoek(en): communicatie/ontwerpen

Werkzaamheden per les (de les waar je nu mee bezig bent, is in rood weergegeven).

Gewerkte uren aan deze opdracht: 0

• Les 1: In de voorbereidingsfases (1 en 2) moet je gaan bedenken wat de robot allemaal moet kunnen (zie verder).
• Les 2: Voorbereidingsfase 3: schetsfase. Teken een aantal schetsen (zie verder).
• Les 3: Teken de robot die je eerder hebt geschetst op een vel papier van 32 x 44 cm.
• Les 4: Werk verder aan de potloodtekening en begin in de loop van deze les met kleurpotlood.
• Les 5: Ga verder met het aanbrengen van de kleur. Lees hieronder de instructie.
• Les 6: Maak vandaag de tekening af. Gum eventuele vlekken weg.

Uitleg

Voorbereidingsfase 1: functie
In de voorbereidingsfase moet je gaan bedenken wat de robot allemaal moet kunnen. Bij mensen zouden we dat hun taken noemen maar bij machines hebben we het dan over functies. Meestal hebben alle functies met elkaar te maken en dienen samen één hoofdfunctie. De functies die samen voor de hoofdfunctie zorgen noemen we de subfuncties.

Een paar voorbeelden:
Hoofdfunctie: tuinieren → subfuncties: schoffelen, sproeien, wieden, snoeien, poten, bemesten, maaien enz.
Hoofdfunctie: huishouden → subfuncties: dweilen, stofzuigen, soppen, vegen, boenen, zemen enz.
Hoofdfunctie: huiswerk maken → subfuncties: lezen, schrijven, spreken, rekenen, vertalen, presenteren, tekenen enz.

Robots kunnen voor allerlei doeleinden worden ingezet. Je kunt denken aan:

• Zoek- en reddingsrobots
• Zorgrobots
• Mars- of maanrobots
• Defensie-robots
• Operatierobots
• Spionagerobots
• Huishoudrobots
• Sportrobots
• Transportrobots
• Klusrobots

Kies een van de bovenstaande hoofdfuncties of verzin zelf een andere.
Schrijf deze hoofdfunctie op een klein vel papier van 25 x 32,5 cm (stand van het papier mag je zelf weten).
Noteer onder de hoofdfunctie een aantal (minstens vier) subfuncties die de robot moet kunnen om de hoofdfunctie te kunnen uitvoeren.
Om op ideeën te komen, kun je het inspiratieboekje robots (PDF) downloaden.

Voorbereidingsfase 2: werking
Natuurlijk hoeft je robot niet echt te werken, maar het moet wel lijken of hij echt kan werken. Daarvoor moet je van te voren over de volgende onderwerpen nadenken.
Noteer de antwoorden ook op het kleine tekenblad.

• Waar moet de robot kunnen werken? Op wat voor soort terrein? In de lucht? Op het water? Onder water? In de ruimte?
• Moet de robot onder extreme omstandigheden kunnen werken? Grote krachten, vijandelijk vuur, hitte, storm, druk, droogte enz.
• Hoe beweegt de robot zijn 'armen' en 'benen' en 'hoofd'? Bedenk de verschillende typen scharnieren en denk na over de bewegingsmogelijkheden ('vrijheidsgraden; zoek eens op de termen "degrees of freedom robot arm" bij Google images.
• Hoe neemt de robot zijn omgeving waar? Camera's, radar, sensoren, gsm lokalisatie, microfoons enz.
• Hoe verplaatst de robot zich? Wielen, rupsbanden, propellers, schroeven enz

Voorbereidingsfase 3: schetsfase

Teken nu op de andere zijde van hetzelfde blaadje een aantal schetsen. Probeer meteen driedimensionaal te tekenen (dus verschillende aanzichten gecombineerd).
Maak ook wat detailschetsen van draaipunten, scharnieren, wielen en andere lastige onderdelen.
Bespreek de resultaten met je leraar.
Als die tevreden is, werk je de tekening uit op een groot blad (32 x 44 cm).

Uitwerking

Teken de robot die je eerder hebt geschetst op een vel papier van 32 x 44 cm.
Begin met een B-potlood en werk schetsmatig (dunne, soepele, zoekende lijnen).
Let erop dat alle vormen die in werkelijkheid cilinders zouden zijn, op je tekening een boven- of een onderkant hebben in de vorm van een ellips (zie voorbeeld).

Als je tekening in potlood af is, werk je hem uit in kleurpotlood. Bedenk daarbij dat holle en bolle vormen nooit overal even donker zijn. Er zit altijd verloop van helderheid in doordat gebogen vormen niet overal even veel licht opvangen (en weerkaatsen). Neem voor de schaduwkleur van de verschillende vormen een kleur die donkerder is dan de kleur van die vorm, maar er wel goed bij past. Bijvoorbeeld bruin bij geel, donkergroen bij rood, donkerblauw bij groen en zwart bij blauw.
Kleur bij voorkeur met de vorm van de bolling van de vorm mee, of loodrecht daarop.

Begin dan met het aanbrengen van de kleur. Kleur de lichtste delen licht (= onverzadigd), de middentonen en de schaduwen zwaar (= verzadigd).
Laat de lichtste plekken wit (= uitsparen).
Over de eerder aangebrachte schaduwen kleur je gewoon heen.

Met een zwart en/of donkerblauw kleurpotlood maak je tenslotte de donkerste schaduwen nog iets donkerder.

Verdere informatie.

• Google Images zoektermen: degrees of freedom robot arm (opent in een nieuw venster)
  
  
• Google Images zoektermen: functional robot (opent in een nieuw venster)
  
  
• Google Images zoektermen: robotics engineering sketch (opent in een nieuw venster)
  
  
• Youtube video met nadere informatie: https://youtu.be/Cu7SulVoh4s (opent in een nieuw venster)
  
  

Wat ga je door deze opdracht leren?

Na deze opdracht kun je functie-eisen omzetten naar een geschikte vorm;
ingewikkelde functies zichtbaar maken.
Vormen die je zelf hebt bedacht natuurgetrouw tekenen: overtuigend van vorm en kleur en ruimtelijk door gebruik van licht en donker.