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 «РОБО-
СПОРТ» 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: Конструи-
руем роботов для соревнований. Танковый роботлон / В. В. Та-
рапата, 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 опи-
сание 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, про-
явленные 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 ми-
ру, 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 не-
изведанное 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 по-
стоянном стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться вперёд.
И сегодня, подготовившись к соревнованиям роботов, поучаствовав 
в них, обменявшись опытом с единомышленниками, вы сделаете очеред-
ной 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 на-
стоящим спортивным соревнованиям 
мирового уровня!
Какие существуют состязания? Как 
стать лидером? Можно ли одолеть 
самых сильных соперников? Как ин-
тереснее состязаться — индивидуаль-
но или в команде?
Ты всё ещё ждёшь? Вперёд, на-
встречу большим победам!

Внимание!

Ты 
можешь 
собрать 
свои 
достижения 
в ро бототехнике в электронное портфолио! 
Фотографируй или фиксируй на видео ре-
зультаты своей работы, чтобы потом пред-
ставить их для участия в творческих кон-
курсах. Результаты конкурсов и олимпиад 
засчитываются при поступлении в профес-
сиональные учебные заведения.

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

Соревнование 
«Танковый роботлон»

ОПИСАНИЕ НОМИНАЦИИ

Танковый роботлон — совершенно 
новое соревнование в мире спортив-
ной робототехники. Оно основано на 
проводящемся ежегодно чемпионате 
мира по танковому биатлону, где в 
борьбу вступают экипажи боевых ма-
шин и состязаются в искусстве управления танком в различных усло-
виях (преодолевая такие препятствия, как брод, курган, косогор, проти-
вотанковый 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 навод-
чика. (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 заез-
дов. 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 бо-
рются 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 конеч-
ному времени добавляется штрафная 
минута. Первые соревнования по тан-
ковому роботлону планируются уже 
в 2018 году. По их результатам могут 
появиться различные категории, на-
пример 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 пом-
ни, что в конкретных соревнованиях он может быть (и, скорее всего, 
будет) другим.

Поле
Поле представляет собой трассу, имитирующую пересечённую мест-
ность с различными препятствиями. В разных соревнованиях по танко-
вому роботлону могут изменяться или добавляться новые препятствия 
или мишени.
Поле разделено на различные зоны (препятствия), которые прохо-
дятся 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 (недвига-
ющиеся) 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 «про-
пастью». Проверяется умение экипажа маневрировать в опасной дорож-
ной 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 долж-
но осуществляться с помощью дистанционного пульта. Во 
время прохождения трассы оператору запрещается касаться 
робота. 
В конструкции робота должны обязательно использоваться два про-
граммируемых 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 до-
пускаются.
Танк должен быть оснащён системой автомати-
ческой перезарядки. В качестве боеприпасов ис-
пользуются 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 по-
вреждает поверхность поля.
Для создания робота допускается использовать толь-
ко модули, комплектующие и компоненты, входящие 
в основные и ресурсные наборы LEGO® MINDSTORMS® 
Education EV3/NXT.
Количество используемых наборов и их комплекту-
ющих 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.

По итогам квалификационных заездов определяются шесть лучших 
экипажей.
Полуфинал. Для отобранных шести экипажей проводится серия заездов. 
Регламент проведения отличается только тем, что для экипажей, 
не завершивших заезд, вторая попытка не предусматривается. По итогам 
полуфинала определяются три лучших экипажа.
Финал. Три отобранных в полуфинале экипажа сходятся в финальной 
борьбе за места на пьедестале почёта. Во время проведения фи-
нала не предусматривается вторая попытка при незавершённом заезде 
и возможность помощи судьи при застревании машины в одной из зон 
трассы.

Условия победы
В каждом из этапов чемпионата по танковому роботлону (квалифика-
ционные заезды, полуфинал, финал) побеждают экипажи, показавшие 
лучшее итоговое время прохождения трассы.
Отсчёт времени заезда начинается после команды судьи и заканчива-
ется либо после того, как танк полностью заехал в красную зону фи-
ниша, либо по прошествии 15 минут после начала заезда.

КАКОЙ ДОЛЖНА БЫТЬ КОНСТРУКЦИЯ?

Главное в роботе-танке — это проходимость, которую обеспечивают 
гусеничная база, мощность моторов, вес всего танка, расположение цен-
тра тяжести (для устойчивости он должен быть расположен как можно 
ниже), клиренс — просвет между опорой (дорогой) и самой нижней 
точкой центральной части танка.
Второй немаловажной частью является башня танка. Для успешного 
наведения на цель орудие танка (пушка) должно иметь возможность 
изменения угла выстрела относительно горизонта (перемещение ору-
дия вверх-вниз). А также должна исправно функционировать система 
автоматической перезарядки, которая может быть как механической 
(снаряды сами «падают» в досылатель), так и роботизированной (сна-
ряды помещаются в досылатель с помощью программируемой подвиж-
ной системы).
Начать стоит с того, что танк должен быть обеспечен двумя систе-
мами управления: гусеничной базой (движение танка) и орудием (наве-
дение и стрельба). А значит, должны быть использованы два програм-
мируемых модуля EV3. Поэтому очень важно продумать их взаимное 
расположение.
Гусеничную базу стоит делать удлинённой, это расширит манев-
ренные характеристики танка. Так как конструкция танка получает-