Вторник, 28 Март 2017 16:06

Робот-Паук

Автор
Оцените материал
(2 голосов)

   Недавно заметил, что на сайте потерялась интересная статья о проекте. Проект интересный и не заслуживает это

     Авторы проекта:  Банных Кирилл,  Домрачев Роман,  Стерхов Владислав

     Смотреть видео проекта

     Смотреть репортаж о роботе

     Смотреть тестирования сустава робота, состоящего из двух пневмоцилиндров

     Целью настоящего проекта является создание конструкции робота для исследования форм жизни пещеры Мовиле и их процессов жизнедеятельности, без проникновения больших масс газов содержащихся в нашей атмосфере.

Описание изобретения.

Формула изобретения

     Робот, предназначенный для исследования недоступных для человека пещер, состоит из корпуса, на котором расположен узел управления и распределения давления, также к корпусу прикреплены четыре ноги состоящих их сервомоторов и поршней. На одной стороне есть манипулятор с захватом на конце. Также предусмотрена установка различной исследовательской аппаратуры и контейнеров

11

 Статичное положение

     Корпус имеет длину 115 см и ширину 40 см, просвет 40 см в середине находятся соленоиды, управляющие распределением давления. Ко дну робота прикреплен ресивер, в котором накапливается давление. По периметру робота установлены драйверы, блоки NXT. На углах корпуса прикреплены 4 лапы. Каждая лапа состоит из одного пневматического цилиндра и двух сервомоторов. На одной стороне установлен манипулятор с захватом из 4 сервомоторов и одного мотора NXT.

Динамичное положение

     Робот передвигается по пещере при помощи 4 ног. Сканируя ультразвуком окружающее пространство. При помощи датчиков измеряет окружающую среду. По дистанционному управлению может отслеживать и брать пробы поверхности и живых организмов пещеры.

Описание строения робота.

Описание конструкции

     Робот предназначен для замены собой ученых-исследователей. Так как является искусственной машиной и в нем не протекают биохимические реакции, такие как дыхание, а значит, находясь в пещере, он не изменит атмосферу, что не будет угрожать жизни организмов. Площадь опоры робота тоже не велика в отличие от людей, которые случайно могут раздавить обитателей пещеры.

1


       На роботе закреплены камера видеонаблюдения и датчики. С помощью них ученые будут иметь больше представлений об образе жизни существ и находящегося в пещере микроклимата. Установлен манипулятор для взятия проб.

     Робот состоит из макроузлов:

  1. Узел передвижения
  2. Узел накачки давления
  3. Узел распределения давления.
  4. Узел управления
  5. Узел ориентации

Узел передвижения

     Состоит из четырех лап. Каждая лапа имеет два сервомотора и один поршень.

2


Узел накачки давления

     Узел подачи давления состоит из компрессора и ресивера, в виде шланга высокого давления, расположенного по корпусу управляющего блока. Компрессор создает давления в 5 атмосфер, которое используется для управлению пневматическими цилиндрами.

Узел распределения давления

     Узел состоит из распределителей давления и соленоидов, которые управляют подачей воздуха в цилиндры. Система имеет незамкнутую цепь, которой необходимо при работе распределителей восполнять давления в системе при помощи компрессора.

3

Узел управления

      Узел управления состоит из двух микрокомпьютеров NXT, которые по протоколу Bluetooth обмениваются показаниями манипулирования и значениями датчиков. На основании логики программы происходит реакция робота. Манипулятор и компрессор соединён с отдельным компьютером, который управляется оператором

Узел ориентации

     Состоит из двух датчиков расстояния, сканирующих препятствия перед собой. Камера позволяет управлять роботом оператору и снимать окружающую среду. Датчик акселерометр отслеживает положения робота относительно поверхности.

4

Анализ и тестирование изобретения.

     Тестирование модельная конструкция робота, показало достаточно хорошее совмещение пневматики и сервомоторов для создания передвижения. Система толчка лапы, использующая поршень, позволяет увеличить силу толчка. Сервомоторы позволяют точно регулировать положение ноги в пространстве. Использования датчиков обратной связи, позволяют выявлять положение робота.

     Тестирования манипулятора показало, недостаточность мощи поворотного мотора и сервомоторов. Использования четкой логики инертной кинематике, вызывает сложность во время толчка или выставлении быстрой опоры. Требуется учитывать что основное силовое воздействие лежит на поршне, среднем звене лапы.

     Анализ макета, выявил проблемы платформы в следующем:

  1. Необходимо доработать строение коленного сустава.
  2. Необходимо установить оптимальное соотношение силы сервомоторов и веса робота.
  3. Необходимо установить оптимальное соотношение давления в системе, что влияет на реакцию и силу толчка.
  4. Необходимо реализовать способ управления роботом с одного микрокомпьютера NXT, что позволяет избежать потери связи.

Заключение.

     Представленные решения проблемы использования робота для изучения пещеры показали положительные результаты. Мы смогли собрать модель для проведения тестов и создания алгоритмов для паука с четырьмя ногами. Это позволит в дальнейшем применять аналогичных роботов в исследованиях.

     Предложенная нами конструкция минимизирует изменение атмосферы в закрытых экосистемах, т.к. робот не выделяет постороннее вещества и имеет минимальную поверхность опоры при передвижении. Кроме того, робот может автономно производить наблюдение и изучение биосферы пещеры.

     Комбинация технологий пневматических и электрических моторов в передвижении может использоваться в будущих исследованиях данной проблемы.

Прочитано 2616 раз
Бекурин Максим

Методист и Педагог дополнительного образования.
Возглавляет Детское техническое объединение по робототехнике
Областной судья робототехнических соревнований в Свердловской област.

vk.com/bekurin
Другие материалы в этой категории: « Подсветка лестницы в частном доме
Top
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru