Описание разрабатываемой конструкции.
На основе проведённого анализа техники ходьбы, анализа существующих конструкций была выбрана четырёхногая компоновка робота, т.к. такая компоновка робота более компактная, чем шесть ног, и намного проще чем с двумя ногами. Схема разработанного робота представлена ниже на рисунках 10-11.
Рис.10. Схема робота вид сверху
Робот состоит из корпуса 5, на котором закреплены приводы 3, на выходном валу привода расположена втулка 1 , на которой закреплена с натягом лапа 2. Питание робота осуществляется с помощью аккумулятора 4, длины L1 и L2 выбраны разными для того, чтобы лапы робота могли бы двигаться асинхронно, не мешая друг другу.[1]
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
4.2. Трёхмерная модель робота и его модулей.
Рис. 13. Внешний вид разрабатываемого робота
Рис. 14. Внешний вид электродвигателя
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
Рис. 16. Внешний вид аккумулятора
Рис. 17. Внешний вид платы управления
Рис. 18. Внешний вид силового модуля
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
Рис.19. Инкрементальный энкодер на подставке
Рис.20. Внешний вид подшипника
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
5. Исследовательский раздел.
Кинематика шагающего робота.
Одним из наиболее важных этапов в проектировании мехатронной системы является разработка ее математической модели и реализация численного моделирования, позволяющего исследовать основные характеристики устройства и особенности его движения.
Целью моделирования является:
1. В соответствии с математической моделью робота и
алгоритмом его движения в среде MathCAD написать программу, моделирующую движение устройства.
2. Построить графики характеристик объекта: (t), (t), (t), (t), (t), (t).
3. Сделать выводы о зависимости изменения скорости движения робота от длины лапы робота и её угловой скорости.
На рис. 1 представлена расчетная схема для моделирования движения робота. Корпус робота перемещается по горизонтальной поверхности в неподвижной системе координат Оxy.
Рис. 25. Расчётная схема
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
Перемещение координат точек робота в неподвижной системе координат Оxy определяются радиусами векторами:
; ; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
Моделирование в среде MathCAD.
Алгоритм численного расчета
Рис. 26. Алгоритм моделирования походки робота.
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
Постоянные данные:
k - Расстояние от оси вращения лапы робота до края корпуса робота.
a - Расстояние от оси вращения до центра робота.
b - Расстояние от оси вращения лапы робота до нижнего края.
Динамические данные:
L - Длина лапы робота.
- Угловая скорость лапы робота.
Листинг программы
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
КП–220401–12. РШ–00.00.00.00. ПЗ ----- |
Результаты программирования.