Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2019-12-21 | 114 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Из возможных САПР для создания 3D модели был выбран пакет SolidWorks, отличающийся разнообразием функционала, удобным и понятным интерфейсом и возможностью сохранения моделей с различными расширениями, в том числи и в формате.stl. Необходимость выбора данного формата обусловлена тем, чтобы в дальнейшем упростить процесс моделирования робота в среде виртуальной симуляции V-REP, имеющей качественный физический движок и дополнительные возможности, не доступные в САПР. Теперь можно приступить к созданию 3D модели.
Как было сказано в предыдущем пункте работы, возьмем за основу платформу с шестью конечностями для передвижения в режиме шагохода. На каждой конечности есть пластины, которые при смыкание образуют полусферу. Таких пластин всего будет двенадцать (шесть на нижних конечностях и шесть на верхней части робота). Вместе они будут образовывать полноценную сферу, а передвигаться робот будет качением при переменном отталкивании парами верхней и нижней конечностей.
Для аппарата был выбран механизм свертывания в сферу с использованием мощного сервомотора BLS-HV7146MG с моментом 48 кг*см2 с металлическими шестернями и защитой от влаги в центре на основной базе. К нему подсоединяется шесть направляющих, которые в свою очередь идут к конечностям, прикрепленным к направляющим. При этом движутся только нижние конечности, верхние находятся постоянно в собранном виде и нужны только при качении, поэтому механизм развертывания и свертывания нужен только на опорные шесть конечностей.
Для каждой конечности также был выбран сервомотор BLS-HV7146MG. Весь аппарат будет управляться микрокомпьютером Raspberry Pi в связке с микроконтроллером Arduino Micro. Микроконтроллер необходим для управления сервомоторами, так как он вырабатывает требуемый ШИМ сигнал, который сам компьютер не может вырабатывать. Задачей же Raspberry Pi является обработка сигналов с датчиков и камеры.
|
Впоследствии будет проведено моделирование в среде виртуальной симуляции V-REP на предмет исследования эффективности данного аппарата в условиях различного ландшафта.
Изображения модели спроектированного аппарата представлены в приложении А данной работы.
Создание трехмерной модели и симуляция робота в виртуальной среде V-REP
Для тестирования спроектированного робота была выбрана новая виртуальная среда V-REP. Особенностью данного пакета программ является большой набор функций, возможность моделирования в воде, воздухе и на суше и многофункциональный язык программирования Lua.
Данный пакет программ выбран неслучайно. В V-REP встроен точный физический движок Bullet, просчитывающий различные взаимодействия между роботом и средой и другими объектами достаточно подробно, как в реальности. Кроме того, можно создать свой собственный ландшафт с разным типом поверхностей, например, песком, склоны и возвышенности. Также этот пакет программ дает возможность протестировать работу сенсоров таких как гироскоп, датчик касания, датчик дистанции и другие.
Робот успешно преодолел созданные препятствия, из чего следует, что аппарат пригоден для выполнения своих функций в реальной среде. Однако для большей точности в дальнейшем следует создать материальный прототип и уже для него провести соответствующие испытания.
Изображения модели спроектированного аппарата и среда симуляции представлены в приложении Б данной работы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в результате проделанной работы был спроектирован аппарат, удовлетворяющий всем техническим требованиям, поставленным в задании.
Аппарат обладает хорошей проходимостью на пересеченной местности за счет двух режимов передвижения, что подтвердили результаты моделирования в виртуальной среде симуляции V-REP. Масса робота составляет меньше 5 кг, диаметр собранной сферы 300 мм, а в развернутом состоянии 340 мм. Такие характеристики позволяют без труда транспортировать его в необходимую зону, производить ремонт и обслуживание силами одного оператора, а также конструкция робота может выдержать удары при столкновении с препятствиями или землей при падениях. Есть дополнительная возможность увеличить время автономной работы от аккумуляторной батареи путем увеличения ее емкости или установки еще одной.
|
На следующем этапе работ планируется разработать программное обеспечение и систему управления для аппарата и устройства управления роботом, а также первый рабочий прототип.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бжихатлов И.А. Моделирование робототехнических систем в программе V-REP. – СПб: Университет ИТМО, 2018.
2. Измерение коэффициентов трения 11 типов пластика при разных температурах [Электронный ресурс] // 3D Today website, 2017. – Режим доступа: https://www.3dtoday.ru/blogs/shusy/plastic-olympics-downhill.
3. Петин В.А. Микрокомпьютеры Raspberry Pi. Практическое руководство. – СПб: БХВ-Петербург, 2015.
4. Руководство для учащихся по изучению программного обеспечения SolidWorks. -–Dassault Systems – SolidWorks Corporation, 2010.
5. Юревич Е. И. Основы Робототехники. – СПб: БХВ-Петербург, 2007.
6. Bionic WheelBot. Brochure. – Festo AG & CO. KG, 2018
7. Bishop R. H. The Mechatronics Handbook, -2 Volume Set. – CRC Press, 2002.
8. LSM303DLHC Ultra-compact high-performance eCompass module: 3D accelerometer and 3D magnetometer. Product family data sheet. – STMicroelectronics, 2013.
9. MorpHex MKIII [Электронный ресурс] / Zenta Robotics Creations // Zenta Robotics website, 2019. – Режим доступа: http://zentasrobots.com/robot-projects/morphex-mkiii.
10. PCA9685 module. Product data sheet. – NXP Semiconductors, 2015.
11. QRoSS [Электронный ресурс] / DailyTechInfo // DailyTechInfo website, 2015. – Режим доступа: https://www.dailytechinfo.org/robots/7471-sfericheskiy-robot-qross-mozhet-katatsya-po-poverhnosti-i-mozhet-hodit-vypustiv-nogi.html.
12. Throwable Robot Ball Unfolds Legs to Walk [Электронный ресурс] / Spectrum IEEE // Spectrum IEEE website, 2015. – Режим доступа: https://www.spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/robot-unfolds-legs-to-walk.
13. Siciliano B., Khatib O. Springer Handbook of Robotics. – Springer Science $ Business Media, 2008.
14. Virtual Robot Experimental Platform V-REP. V-REP User Manual, -3.6.1. version. – Coppelia Robotics, 2018.
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!