ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАПАЗОНОВ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕСНОГО ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА

Применение роботов для выполнения задач, традиционно возлагаемых на людей, приводит к снижению связанных с ними расходов и рисков и повышению качества проделанной работы. Характерным примером тому являются задачи мониторинга и обследования труднодоступных территорий. Внедрение роботов для решения таких задач может принести значительный экономический и социальный эффект, позволив автоматизировать ряд сложных, трудоемких и потенциально опасных работ, таких как составление и актуализация карт и трёхмерных моделей мест возникновения чрезвычайных ситуаций, сбор данных о состоянии окружающей среды в зонах, подвергшихся биологическому или радиационному заражению, непрерывный мониторинг состояния окружающей среды, отбор проб воздуха и почвы и др. В работе рассматривается одна из возможных конструкций роботов для автоматизации задач мониторинга - колесный прыгающий робот, который представляет собой разгонный модуль и колесную платформу. Разгонный модуль установлен в корпусе и обеспечивает осуществление прыжков для преодоления препятствий, а колесная платформа, также соединенная с корпусом, позволяет роботу катиться на колесах по поверхности с небольшими неровностями. К преимуществам такой комбинированной системы можно отнести более высокие маневренность, быстродействие, проходимость и скорость перемещения, а также более широкие функциональные возможности, связанные с реализацией движения робота по поверхностям различных рельефов. Для данного робота разработана расчетная схема, на основании которой определены два критических положения устройства, позволяющие сформулировать условия, накладывающие ограничения на геометрические параметры корпуса, разгонного модуля и колес, а также их взаимного расположения, которые обеспечивают функционирование робота в двух режимах: колесном и прыжковом. Представлены результаты моделирования в виде допустимых диапазонов значений длины и высоты корпуса, а также зависимостей наибольшей длины разгонного модуля от расположения точки установки колес в корпусе при условии возможности полного оборота разгонного модуля внутри корпуса.

колесный прыгающий робот, разгонный модуль, геометрические параметры, колесная платформа, wheeled jumping robot, acceleration module, geometric parameters, wheeled platform

1. Мартыненко Ю.Г. Управление движением мобильных колёсных роботов // Фундаментальная и прикладная математика. 2005. Т. 11. № 8. С. 29-80.

2. Фан А.Т., Воротников С.А. Система управления легким разведывательным роботом // Вестник Московского гос. техн. ун-та им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. 2008. № 3. С. 38-45.

3. Шасси робототехнического комплекса мониторинга прибрежной зоны / В.В. Беляков, А.А. Куркин, Д.В. Зезюлин, В.С. Макаров // Материалы 87-й Международной научно-технической конф. "Эксплуатационная безопасность автотранспортных средств". Н. Новгород, 2014. С. 353-357.

4. Макаров В.С. Разработка научно обоснованных технических решений по созданию подвижных комплексов мониторинга береговых зон // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2017. № 3. С. 157-167.

5. Гаврилов А.Е., Голубев Д.В., Даншин А.С. Роботизированная транспортная платформа с шагающим ортогональным движителем // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах». 2013. № 24 (127). C. 15-22.

6. Робот для диагностики вредных примесей в воздухе / Е.В. Поезжаева, К.Н. Поликарпова, А.А. Новикова, В.А. Сайкинова // Известия института инженерной физики. 2016. Т. 4. № 42. С. 76-78.

7. Kalantari A., Spenko M. Modeling and Performance Assessment of the HyTAQ, a Hybrid Terrestrial/Aerial Quadrotor // IEEE Transactions on Robotics. Vol. 30. № 5. P. 1278 - 1285.

8. Kovač M., Hraiz W, Fauria O., Zufferey J.-C., Floreano D. The EPFL jumpglider: A hybrid jumping and gliding robot with rigid or folding wings //Proc. IEEE Intern. Conf. Robotics and Biomimetics (ROBIO). Karon Beach, Phuket, Thailand, 2011.

9. Woodward M. A., Sitti M. MultiMo-Bat: A biologically inspired integrated jumping-gliding robot // Intern. J. of Robotics Research. 2014. Vol. 33. № 12. P. 1511-1529.

10. Salton J. R. Urban Hopper // SPIE Defense, Security and Sensing. Orlando, Florida, USA., 2010.

11. Яцун С.Ф., Волкова Л.Ю. Управление высотой и длиной прыжка робота путем его позиционирования и разгона // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 2. Ч. 1 С. 210-213.

12. Yatsun S.F., Volkova L.Yu. Simulation of Motion of a Multilink Jumping Robot and Investigation of Its Characteristics // J. of Computer and Systems Sciences International. 2013. Vol. 52. №. 4. Р. 637-649.

13. Яцун С.Ф., Волкова Л.Ю., Ворочаев А.В. Исследование режимов разгона четырехзвенного прыгающего аппарата // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 24 (127). С. 86-92.