ilimbot

ROB-30918

Мобильные робототехнические комплексы предназначены для военного и гражданского применения (силовыми структурами, структурами обеспечения общественного порядка, структурами ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций). Это, как правило, мобильные телеуправляемые платформы, предназначенные для осмотра предметов или точек, которые вызывают подозрения в опасности. Для этого платформы оснащены системами теленаблюдения с использованием цифровых камер, передающих видеопоток на дисплей пульта оператора. Также с помощью таких систем можно перемещать подозрительные предметы или уничтожать их, вызывая их детонацию в месте, где они найдены или перемещая их в другое место, где взрыв вызовет меньше негативных последствий. Для этого платформы оборудованы одним или двумя роботизированными манипуляторами. Некоторые роботы первичного осмотра и разминирования с модульным подходом к полезной нагрузке могут быть оснащены оружием. В зависимости от конструкции, некоторые роботы способны передвигаться не только по горизонтальной поверхности, но и по наклонным, а также перемещаться по лестничным маршам. Цель работы – создание собственного мобильного робототехнического комплекса специального назначения, научиться программировать робота в среде ArduinoIDE. Изучив сведения о различных моделях мобильных телеуправляемых платформ, я понял, что можно создать управляемого робота, способного дистанционно и автономно помогать людям. Все необходимые элементы моего робота я решил найти сам. В качестве основы для робота взял платформу Arduino, которая имеет микроконтроллер с портами ввода информации (датчики) и портами для вывода информации (двигатели, сервоприводы, лампы). Для программирования робота я использовал среду ArduinoIDE. Питание осуществляется от Li-ion аккумуляторов, а подключение к компьютеру – по интерфейсу USB. Модули связи Wi-Fi и Bluetooth позволяют управлять блоком с компьютера, смарт-фона или беспроводного джойстика. Перед сборкой робота, я нашел все необходимые детали: болты, гайки, металлические пластины, сервоприводы, датчики, насосы, емкость и шланги для перекачки жидкости, колеса с креплениями, гусеничные траки, двигатели и контроллеры. Сначала мне нужно было создать платформу, на которой монтировались элементы конструкции. На платформе установлены двигатели DC (постоянного тока), к которым прикрепляются колеса или ведущие звездочки для гусеничных траков. Шасси робота имеет два варианта компоновки: 6-ти колесное и шасси на гусеничных траках. Далее на шасси устанавливается оборудование, исходя из решаемых комплексом задач. Например, платформа для транспортировки грузов, емкость для транспортировки жидкости, поворотная платформа с манипулятором, различные дополнительные инструменты. Манипулятор имеет два варианта исполнения. Первый оснащен шестью сервоприводами, которые изменяют положение схвата, используется для подъема и поворота стрелы. Манипулятор имеет пять степеней свободы для перемещения грузов и материалов. Второй вариант оснащен двумя обычными сервоприводами и тремя винтовыми сервоприводами для увеличения грузоподъемности манипулятора. В 6-ти колесном варианте шасси я установил на манипуляторе погружной насос для забора воды в емкость, а также распылитель для полива. В шасси робота я расположил ем-кость объемом 1 литр, в которой находится насос, обеспечивающий подачу жидкости к распылителю. Также в передней части был смонтирован отвал, позволяющий роботу расчищать себе путь в случае необходимости. После этого на обеих платформах были смонтированы блок управления, контроллеры управления двигателями и сервоприводами, а также Li-Ion аккумуляторы для питания. Также платформы оснащены датчиком газа, датчиком пламени, датчиком вибрации и видеокамерой, таким образом, оператор видит, слышит и контролирует окружающую обстановку, может делать фотографии и снимать видео. Для дистанционного управления используется беспроводной джойстик, при желании можно использовать ноутбук или смартфон. В среде ArduinoIDE были написаны программы для работы комплекса в автономном режиме и программа для дистанционного управления. В ходе испытаний робота подтверждена работоспособность следующих функций: 1. Контроллер управляет работой робота в автономном режиме; 2. Оператор может управлять роботом дистанционно с помощью джойстика и ноутбука; 3. Манипулятор робота осуществляет погрузку и разгрузку различных предметов, и их транспортировку, а также позволяет осуществлять контролируемый полив и забор жидкости в емкость; 4. Установленные на платформе датчики позволяют оператору контролировать окружающую обстановку; 5. Видеокамера на поворотной платформе позволяет оператору, находясь на расстоянии, управлять роботом в различных условиях, осуществлять разведку, вести аварийно-спасательные работы. Особенности разработанного комплекса:  при необходимости органы управления могут быть легко и быстро отключены, и комплекс может быть переведен на ручной режим управления;  наличие встроенной емкости для транспортировки жидкости, с возможностью пополнения запаса из различных источников;  универсальная система управления, позволяющая заменить блок управления и сервоприводы на другую модель, установить необходимые для работы инструменты. Разработанный робот имеет широкие возможности для использования, например: для проведения спасательных операций; в качестве разведчика; для осмотра и удаления подозрительных устройств; для доставки оборудования и грузов в труднодоступные места; разбор завалов; патрулирование местности; охрана объектов.

Файлы

Добавлен 27.11.2023

Дополнительные файлы

Добавлен 27.11.2023