Модернизация робота-пылесоса iСlebo Arte | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 ноября, печатный экземпляр отправим 6 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №47 (181) ноябрь 2017 г.

Дата публикации: 22.11.2017

Статья просмотрена: 576 раз

Библиографическое описание:

Поезжаева Е. В., Хохлов Д. А., Мазунин И. С. Модернизация робота-пылесоса iСlebo Arte // Молодой ученый. — 2017. — №47. — С. 43-46. — URL https://moluch.ru/archive/181/46550/ (дата обращения: 20.10.2019).



Статья посвящена модернизации робота пылесоса, который ставит перед собой задачу отчистить заданную поверхность за максимально короткое время. Что бы ускорить время уборки мы поменяли передаточное число шестерней редукторов робота и сделали шестерни из композитного материала, а также заменили моторы на более мощные.

Ключевые слова: мощный мотор, прочные шестерни

The article is devoted to the refinement of the model robot vacuum cleaner which aims to clean a given surface in the shortest possible time. That would speed up the cleaning time we changed gear ratio gear reducers of the robot and gear made of composite material and replaced the engines with more powerful.

Keywords: powerful motor, durable gear.

При тестировании робота-пылесоса, обнаружили, что робот начинает уборку двигаясь по спирали наружу, а затем направляется к периметру комнаты. После того, как он встречается с препятствием, считается, что достиг периметра комнаты. Затем робот убирает вдоль «периметра», пока не пройдёт до ещё одного препятствия, после чего он чистит вокруг него, находит четкий путь и продолжает двигаться по комнате между объектами, будь то стены или мебель, пока не выйдет отведенное время уборки. Идея, кажется логичной, уборка в течение определенного времени может обеспечить покрытие всего пола, но сможете ли вы достичь полного охвата пола на практике? Робот-пылесос могут убирать около двух часов на одной зарядке. Если аккумулятора окажется недостаточно, робот просто вернется и подключится к зарядному устройству сам по себе. Зарядная станция поставляется в качестве дополнительной опции для моделей роботов начального уровня, однако, практически все роботы среднего и далее диапазона укомплектованы зарядной станцией. Возвращение робота на базу достигается с помощью инфракрасного приемника на переднем бампере. Когда батарея робота-пылесоса разряжается, тот начинает искать инфракрасный сигнал, излучаемый базой. После того, как робот находит его, он следует сигналу зарядной станции и, таким образом, самостоятельно возвращается для подзарядки. Некоторые роботы-пылесосы также самостоятельно возвращаются к уборке после зарядки Многообразие датчиков робота-пылесоса, позволяют ему перемещаться в доме сравнительно автономно. Теперь давайте выясним, как он выполняет свою истинную цель: пылесосит?

Рис.1. Робот-пылесос подключается к станции зарядки.

Первое, что робот-пылесос делает при нажатии на кнопку «Clean», рассчитывает размеры комнаты. Робот посылает инфракрасный сигнал и проверяет, сколько времени требуется на возврат сигнала до приемника, расположенного на бампере робота-пылесоса. После того, как робот устанавливает размеры комнаты, он знает, как долго и далеко ему нужно двигаться в процессе уборки. Ну а пока робот-пылесос убирает, он избегает ступенек и других видов перепадов высоты, используя четыре инфракрасных датчика на передней нижней части робота. Это «датчики обрыва», которые постоянно посылают инфракрасные сигналы и, получив отрицательный сигнал, робот незамедлительно остановится. Если робот приближается к обрыву, сигнал пропадет. Когда робот врезается во что-то, его бампер активирует механические датчики, которые сообщают системе робота, что он столкнулся с препятствием. Затем используется определенный алгоритм действий, вовлекающих поворот и попытку движения вперед до тех пор, пока робот не сможет двигаться вперед. Есть ещё один инфракрасный датчик, который мы назовем «Датчиком Стены», он расположен на правой стороне бампера и позволяет роботу-пылесосу очень внимательно двигаться вдоль стены и вокруг других объектов (например, мебели), не касаясь их. Это значит, что робот может пройтись вдоль плинтусов, не натыкаясь на них. Он также может самостоятельно рассчитать себе путь уборки, робот подключает предварительно заданный алгоритм, который позволяет полностью охватить полы, которые обрабатываются.

На технические параметры модели акцентируется внимание по:

‒ Мощность всасывания (Вт) — 65

‒ Скорость (см/с) — 30

‒ Объем пылесборника (мл) — 600

‒ Датчики (сенсоры) — инфракрасные, видеокамера, гироскопический, пройденного расстояния

‒ Емкость аккумулятора (мА/ч) — 2200

‒ Время зарядки аккумулятора (мин) — 100

‒ Время работы от аккумулятора (мин) — 160

Подробно изучив робот-пылесос iСlebo Arte, спринципом его работы, мы установили недочёт данного типа роботов. Идея создать самоубирающий робот-пылесос для удобства людям хорошая.

Мы решили увеличить у данной модели скорость передвижения. Для этого нам пришлось «заглянуть» в редуктор и заменить двигатели, на более мощные.

Рис. 2. Робот-пылесос iСlebo Arte.

На данный момент скорость пылесоса равна 30 см/c — это примерно 1.08 км/ч. Если увеличить мощность двигателя на 50 %, то скорость пылесоса возрастет до 1.5 км/ч. Можно поставить двигатели мощнее, но тогда они не поместятся на штатные крепления. Придется увеличивать посадочные места двигателей. Тем самым мы потеряем самое главное свойство пылесоса — мобильность.

Мы понимали, что при увеличении мощности двигателей, увеличатся нагрузки на редуктор, а именно на шестерни. Приводные элементы на колесах уже не выдержат такой нагрузки, и пластиковые шестерни редуктора сломаются под высокой нагрузкой. Было принято решение поставить шестерни из композитного материала. Стальные шестерни не подходят, т. к. они сильно увеличивают вес всего привода в целом. Алюминиевый сплав достаточно прочный и сможет выдержать большую нагрузку в отличии от пластиковых шестерен.

Рис. 3. Шестерни из композитного материала

После всех проведенных работ, мы добились следующих результатов:

1) Более высокая мобильность робота

2) Увеличенная надежность

3) Уменьшение времени работы

4) Увеличение расхода электрической энергии

5) Улучшение маневренности

Литература:

  1. Концепции развития робототехники / Е. В. Поезжаева // Концепции развития робототехники: учебное пособие / М-во образования и науки Рос. Федерации, Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. — Пермь: Изд — во ПНИПУ, 2017. — 437 с. Допущено УМО вузов по образованию в обл. автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учеб. пособия.
  2. http://icleboarte.ru/iclebo_arte_manual
  3. http://iclebo.org/
Основные термины (генерируются автоматически): робот, зарядная станция, композитный материал, инфракрасный сигнал, периметр комнаты, размер комнаты, скорость пылесоса, шестерня.


Похожие статьи

Разработка робота для транспортировки малогабаритных...

Одним из ярких примеров является робот-пылесос, помогающий в уборке дома.

Датчики работают по принципу детектирования приемниками модулированного ИК-сигнала от

Рис. 3. Схема расположения инфракрасных датчиков приближения в конструкции робота.

Модернизация робота — чистильщика аквариумов...

Ключевые слова: робот, композиционные материалы, беспроводная зарядка, Qi

Во время простоя робот базируется на док-станции, что способствует полностью автономной работе и

Лампа имеет малые размеры: габаритная длина — 105мм, диаметр колбы — 13мм, что...

Модернизация паяльного робота H351 | Статья в журнале...

Можем усовершенствовать трубку, заменив данный материал на огнеупорный керамик.

Модернизация робота-пылесоса Samsung Powerbot SR20H9050U. Модернизация робота-пылесоса iСlebo Arte.

Разработка робота для передвижения по пересеченной местности...

Оператор мог управлять только из специальной комнаты и наблюдать за всем «глазами» робота.

Во время тестирования при удалении робота от оператора на расстояние более 10м падала скорость передачи изображения, что значительно осложняло управление роботом.

Создание робота автономного движения по линии

Драйвер соответственно усиливает полученный сигнал и подает необходимый ток на двигатели [4]. Итог. В результате робот устойчиво держится на трассе, а в случае ухода с линии

Полосу препятствий, представленную на рисунке 1 робот проходит со скоростью 1 м/с за 12 секунд.

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Роботы задействованы во многих сферах жизни человека. На предприятиях люди не могут обойтись без них.

Снижение скорости психомоторных реакций, увеличение кровотока к

В ходе исследования был проведен ряд экспериментов в жилой комнате и школьном кабинете.

Обработка и сегментация тепловизионных изображений

Ключевые слова: инфракрасные изображения, лапласиан, отклик, свёртка, бинаризация

Под телеметрией понимается информационный набор свойств объекта, такие как размеры

В основу разработки алгоритмов встаёт вопрос о его качестве и скорости выполнения с высокой...

Оснащение робота-муравья специальными датчиками для...

Keywords:The robot, trajectory, sensor. Робототехника в мире шагает с очень большой скоростью и дошла до того что в мире можно встретить робота, выполняющего любые

Роботы-муравьи подают сигналы друг, тем самым координируя свои действия и движения.

Похожие статьи

Разработка робота для транспортировки малогабаритных...

Одним из ярких примеров является робот-пылесос, помогающий в уборке дома.

Датчики работают по принципу детектирования приемниками модулированного ИК-сигнала от

Рис. 3. Схема расположения инфракрасных датчиков приближения в конструкции робота.

Модернизация робота — чистильщика аквариумов...

Ключевые слова: робот, композиционные материалы, беспроводная зарядка, Qi

Во время простоя робот базируется на док-станции, что способствует полностью автономной работе и

Лампа имеет малые размеры: габаритная длина — 105мм, диаметр колбы — 13мм, что...

Модернизация паяльного робота H351 | Статья в журнале...

Можем усовершенствовать трубку, заменив данный материал на огнеупорный керамик.

Модернизация робота-пылесоса Samsung Powerbot SR20H9050U. Модернизация робота-пылесоса iСlebo Arte.

Разработка робота для передвижения по пересеченной местности...

Оператор мог управлять только из специальной комнаты и наблюдать за всем «глазами» робота.

Во время тестирования при удалении робота от оператора на расстояние более 10м падала скорость передачи изображения, что значительно осложняло управление роботом.

Создание робота автономного движения по линии

Драйвер соответственно усиливает полученный сигнал и подает необходимый ток на двигатели [4]. Итог. В результате робот устойчиво держится на трассе, а в случае ухода с линии

Полосу препятствий, представленную на рисунке 1 робот проходит со скоростью 1 м/с за 12 секунд.

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Роботы задействованы во многих сферах жизни человека. На предприятиях люди не могут обойтись без них.

Снижение скорости психомоторных реакций, увеличение кровотока к

В ходе исследования был проведен ряд экспериментов в жилой комнате и школьном кабинете.

Обработка и сегментация тепловизионных изображений

Ключевые слова: инфракрасные изображения, лапласиан, отклик, свёртка, бинаризация

Под телеметрией понимается информационный набор свойств объекта, такие как размеры

В основу разработки алгоритмов встаёт вопрос о его качестве и скорости выполнения с высокой...

Оснащение робота-муравья специальными датчиками для...

Keywords:The robot, trajectory, sensor. Робототехника в мире шагает с очень большой скоростью и дошла до того что в мире можно встретить робота, выполняющего любые

Роботы-муравьи подают сигналы друг, тем самым координируя свои действия и движения.

Задать вопрос