Модернизация военного робота-сапера «Уран-6» | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 сентября, печатный экземпляр отправим 2 октября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №51 (185) декабрь 2017 г.

Дата публикации: 26.12.2017

Статья просмотрена: 64 раза

Библиографическое описание:

Поезжаева Е. В., Лузин В. С., Юров А. А. Модернизация военного робота-сапера «Уран-6» // Молодой ученый. — 2017. — №51. — С. 71-73. — URL https://moluch.ru/archive/185/47413/ (дата обращения: 18.09.2019).



В статье был рассмотрен военный робот-сапер «Уран-6», представлен вариант модернизации робота «Уран-6»

Ключевые слова: робот-сапер.

The article was reviewed by a military robot-sapper "Uranium-6", is presented a variant of the modernization of the robot "Uranium-6"

Keywords: the robot-sapper.

Рассмотрим робота-сапера «Уран-6» (Рис.1), который необходимо усовершенствватьC:\Users\Admin\Desktop\b7248edd416b3ae5fecb8f7c6c4aae78.jpg

Рис. 1.

Снаряженная масса, т

6

Мощность силовой установки, л.с.

190

Максимальный крутящий момент при 1400-1700 об. мин, нм

784

Максимальная скорость движения, км/ч

5

Вес поднимаемый схватом, кг

до 1000

Управление

дистанционное, по радиоканалу не менее 800 метров

Скорость траления, км/ч

0,5-5

Время непрерывной работы на одной заправке, ч

5

Робототехнический комплекс «Уран-6» -Новейший российский робототехническим комплекс разминирования, предназначен для разминирования урбанизированных участков местности, а также горных и мелко лесистых территорий. Этот робот представляет собой гусеничный самоходный радиоуправляемый минный трал. В зависимости от задач, которые ставятся перед комплексом, на него может быть установлено до 5 различных тралов, а также бульдозерных отвалов. Оператор может управлять комплексом на удалении до 1000 метров. Роботизированный саперный комплекс в состоянии обнаружить, идентифицировать и по команде уничтожить любой взрывоопасный предмет, мощность которого не превышает 60 кг в тротиловом эквиваленте. При этом робот обеспечивает полную безопасность личного состава. Обнаруженные на местности боеприпасы, «Уран-6» обезвреживает, либо разрушая их физическим способом, либо приводя их в действие.

Подробно изучив робот — сапер «Уран — 6» и принцип его работы, несмотря на все его положительный характеристики, мы обнаружили несколько недочетов у данного робота. В первую очередь «Уран — 6» это робот, поэтому мы считаем, что он должен работать автономно, с минимальным использованием сил человека. Также несмотря на его большие возможности, данный робот очень медленный, что делает его несовершенным в проходимости по грязи или горных местностях по снегу или льду.

Для автоматизации и более эффективного использования данного робота, мы устанавливаем на него ультразвуковые датчики по два датчика на каждую из сторон корпуса. И автоматизируем его работу, установив на “Уран-6” автопилот, схожий с автопилотом робота-охранника “Трал патруль 4.0”, позволяющая управлять им без помощи человека. После включения нужно просто ввести нужный маршрут, и робот сам проедет его, устраняя мины на своём пути. В случае необходимости человек может сам взять управление роботом и изменить маршрут или действие. Данная программа в сочетании с датчиками, позволит роботу находить препятствия и сообщать об этом человеку. Также датчики могут заменять камеры в случаи их отказа в работе или неисправности.

Робот перемещается за счет движения гусеничной платформе. А такая кинематическая схема имеет определенное математическое описание:

)

Где -скорость буксования правой гусеницы, -скорость буксования левой гусеницы, x, y − координаты центра масс, α − угол между продольной осью РТК и выбранной осью (ось Х) неподвижной системы координат

Для начала опишем математическую модель, описывающую навигацию робота к цели, в полярных координатах:

https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/eaa/768/65b/eaa76865bc85a3ad96b9742409a3a9db.png

Фактически, робот может полностью управляться с помощью значений угловой и линейной скорости https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/5f0/447/f87/5f0447f874049a5d6bbf3329a9f62e0b.png, поэтому нужно найти такие их значения, чтобы выполнялось условие поставленной задачи https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/449/dfa/27f/449dfa27fab661c5d0ed44ef5908e430.png. Для этого предлагается воспользоваться аппаратом функции Ляпунова. Это будет квадратичная функция, включающая в себя расстояние до цели и курсовой угол:

https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/4a4/a1f/a7f/4a4a1fa7f4684dd082fae061d2a454c4.png

Производная по времени должна быть не положительна для того, чтобы расстояние до цели и курсовой угол не возрастали. Производная выглядит следующим образом:

https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/7e1/d33/5e7/7e1d335e7bb966f5db370fc37acf8db0.png

Выразив производную через математическую модель, предложенную выше, получаем:

https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d95/3ed/4da/d953ed4dac021ed28bc0681d6cf188f0.png

Эта производная отрицательно определена, если мы выберем в качестве управляющего воздействия следующие значения скоростей:

https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/54a/fd9/b5c/54afd9b5c6188ef3fa24d3f8389e0f5e.png

Все это позволит роботу достичь своей цели.

Для улучшения проходимости необходимо увеличить мощность двигателя и его крутящий момент. Для увеличения проходимости мы устанавливаем систему подачи топлива “Common rail”, вместо установленной изначально. Эта система впрыска обеспечит более мягкую работу двигателя, экономичность и что самое главное высокий крутящий момент. Также растачиваем цилиндры двигателя и устанавливаем клапана большего размера, тем самым увеличиваем объём двигателя, что приводит к увеличению крутящего момента. Данные улучшения повысят тяговую возможность “Уран-6”

После выполнения всех проведённых работ, мы добились следующих результатов:

1) Увеличена тяговая возможность.

2) Увеличено ускорение.

3) Работа робота автоматизирована.

4) Повышена мобильность.

5) Повышена манёвренность.

Литература:

  1. Юревич, К. И. Основы робототехники / К. И. Юре- вич. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
  2. Предко, М. Устройство управления роботами: схе-мотехника и программирование / М. Предко. — М.: ДМК Пресс, 2005.
  3. 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.
  4. https://vk.com/doc79466274_455594880?hash=72151e3952f087b0d5&dl=177866caae92656424
  5. https://m.habrahabr.ru/post/277829/
  6. http://sntbul.bmstu.ru/doc/839359.html
Основные термины (генерируются автоматически): робот, курсовой угол, математическая модель, тяговая возможность, скорость буксования, крутящий момент.


Похожие статьи

Программная реализация математической модели рабочего...

ML – вращающий момент со стороны наматываемого троса

В режиме "буксования" происходит дальнейшее уменьшение давления PУ, и буксующие

Математическая модель функционирования ленточных фрикционных муфт внутреннего типа в приводах лесных машин.

Математическое моделирование движения плоского...

Математическая модель движения средних звеньев внутритрубного робота. Расчетная схема устройства показана на рис. 2.

Со стороны верхнего ФМ на звенья действуют крутящий момент M45 и сосредоточенная сила F5 приложенная под углом в точке А5.

Математическая модель функционирования ленточных...

Математическая модель функционирования ленточных фрикционных муфт внутреннего типа в приводах лесных машин.

Поэтому выражение для момента MVR зависит от режима трения ("буксование" или "сцепление"): (10).

Робототехника: конструирование и программирование

Скорость вращения. Крутящий момент. Скорость опроса датчиков. Краткая характеристика среднего и большого сервомотора.

Математические операции над данными. Блоки математики.

Изучение движения квадрокоптера в вертикальной плоскости

Математическая модель квадрокоптера.

Управляемыми параметрами являются координаты xС и zC центра масс корпуса устройства, угол φ поворота корпуса робота относительно его центра масс.

Пусть в начальный момент времени летающий робот имеет нулевую скорость...

Разработка робота для контроля трубопроводов | Молодой ученый

Гибкое соединение звеньев осуществляется двумя соосными спиральными пружинами, передающими крутящий момент двигателя. Рис. 4. Конструкция робота. Для исключения проскальзывания ведущих колес робота...

Моделирование моментов нагрузки электродвигателей в MATLAB

скорость вращения вала двигателя; – электромагнитный момент двигателя

Как следует из описанной выше математической модели, момент статического сопротивления механизма представляет собой нелинейную функцию четырех переменных .

Математическая модель работы шасси при демпфировании...

Это дает возможность, во-первых, учесть

Крутящий момент равен: кН∙м.

Математическая модель выпарного аппарата для создания системы автоматического управления выпарным оборудованием в технологиях переработки отработанного ядерного топлива.

Декомпозиция линейной модели квадрокоптера

Обыкновенному же пользователю БПЛА могут предложить возможность проведения

Данная математическая модель основана на системе обыкновенных дифференциальных уравнений

Где управляющий сигнал представляет собой квадрат угловой скорости винта i-го мотора...

Похожие статьи

Программная реализация математической модели рабочего...

ML – вращающий момент со стороны наматываемого троса

В режиме "буксования" происходит дальнейшее уменьшение давления PУ, и буксующие

Математическая модель функционирования ленточных фрикционных муфт внутреннего типа в приводах лесных машин.

Математическое моделирование движения плоского...

Математическая модель движения средних звеньев внутритрубного робота. Расчетная схема устройства показана на рис. 2.

Со стороны верхнего ФМ на звенья действуют крутящий момент M45 и сосредоточенная сила F5 приложенная под углом в точке А5.

Математическая модель функционирования ленточных...

Математическая модель функционирования ленточных фрикционных муфт внутреннего типа в приводах лесных машин.

Поэтому выражение для момента MVR зависит от режима трения ("буксование" или "сцепление"): (10).

Робототехника: конструирование и программирование

Скорость вращения. Крутящий момент. Скорость опроса датчиков. Краткая характеристика среднего и большого сервомотора.

Математические операции над данными. Блоки математики.

Изучение движения квадрокоптера в вертикальной плоскости

Математическая модель квадрокоптера.

Управляемыми параметрами являются координаты xС и zC центра масс корпуса устройства, угол φ поворота корпуса робота относительно его центра масс.

Пусть в начальный момент времени летающий робот имеет нулевую скорость...

Разработка робота для контроля трубопроводов | Молодой ученый

Гибкое соединение звеньев осуществляется двумя соосными спиральными пружинами, передающими крутящий момент двигателя. Рис. 4. Конструкция робота. Для исключения проскальзывания ведущих колес робота...

Моделирование моментов нагрузки электродвигателей в MATLAB

скорость вращения вала двигателя; – электромагнитный момент двигателя

Как следует из описанной выше математической модели, момент статического сопротивления механизма представляет собой нелинейную функцию четырех переменных .

Математическая модель работы шасси при демпфировании...

Это дает возможность, во-первых, учесть

Крутящий момент равен: кН∙м.

Математическая модель выпарного аппарата для создания системы автоматического управления выпарным оборудованием в технологиях переработки отработанного ядерного топлива.

Декомпозиция линейной модели квадрокоптера

Обыкновенному же пользователю БПЛА могут предложить возможность проведения

Данная математическая модель основана на системе обыкновенных дифференциальных уравнений

Где управляющий сигнал представляет собой квадрат угловой скорости винта i-го мотора...

Задать вопрос