АННОТАЦИЯ. Учебная модель мобильного робота с дифференциальным приводом

АННОТАЦИЯ

к исследовательской работе для участия в XV Уральском соревновании (выставке) научно-технического творчества молодежи «Евразийские ворота России - Шаг в будущее» (г. Челябинск, ЮУрГУ, 06-09 апреля 2020 г.)

(Ит- ) 1.1 Техника и инженерное дело

ЛАТЫПОВ Вильдан Рашидович

Челябинская область, г. Челябинск,

МАОУ «Лицей № 142 г. Челябинска», 8 класс

Учебная модель мобильного робота с дифференциальным приводом

Научный руководитель: Безкоровайный Сергей Андреевич, учитель физики, МАОУ «Лицей № 142 г. Челябинска»

В новом учебном году, мы посетили предприятие «Челябинский завод дорожных машин имени Д. В. Колющенко», где от главного инженера завода, узнали, что будет проводиться автоматизация процесса заполнения специализированного стеллажа деталями, необходимые конструктору для сборки машин. Для этого будет разрабатываться мобильный робот. По словам главного конструктора «Челябинский завод дорожных машин имени Д. В. Колющенко», Бабакова Андрея Борисовича, данный робот должен формировать контейнер с деталями, привозить его к стеллажу и оставлять в необходимой ячейке. Но процесс создания подобных устройств трудоемкий и требует постоянных доработок. Поэтому целесообразно изготовить учебную модель мобильного робота способную выполнять основные элементы технического задания.

Мобильный робот— это устройство, работающее в условиях ограниченного пространства, поэтому в они используют дифференциальный привод для перемещения робота. Нас заинтересовал вопрос математического описания движений робота и как его программировать. Так возникла цель работы: создать модель мобильного робота с дифференциальным приводом и изучить математические основы его управления.

Перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Сконструировать и запрограммировать модель мобильного робота; 2. Изучить математические основы управления мобильным роботом с дифференциальным управлением.

Методы исследования, применяемые при работе: теоретические (анализ, обобщение, классификация); практические / эмпирические (наблюдение, описание, материальное моделирование, эксперимент).

В ходе исследования видов платформ мобильных роботов мы выяснили, что наиболее удобным и простым в создании является мобильный робот с дифференциальным приводом (два ведущих колеса). Мы создали устройство, имеющее два ведущих колеса, расположенных геометрически на одной оси вращения. Однако физически оси вращения колес не связаны. Каждое колесо приводиться в движение отдельным приводом и может вращаться со своей скоростью. Это позволяет роботу легко маневрировать в условиях ограниченного пространства и облегчает задачу программирования.

Нами была написана программа для дистанционного управления роботом в среде разработки LabVIEW. После того, как робот был собран и настроен, мы, экспериментальным путем, изучили особенности управления движением мобильного робота с дифференциальным приводом и дали математическое описание его кинематики.

Изготовленная нами модель мобильного робота успешно прошла испытания. Они показали, что данный робот легко перемещается в условиях модели склада и узких коридорах, а также легко преодолевает препятствие горка. Также мы изучили особенности движения робота с дифференциальным приводом и дали математическое описание его перемещений. Данная работа может помочь начинающим инженерам-робототехникам в изучении кинематики мобильных роботов и их программирования.