Дослідження особливостей конструкції та функціонування роботизованої мобільної платформи з маніпулятором
Автор: Панчак Софія Тарасівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Панчак С.Т., Мазур В.В. (керівник). Дослідження особливостей конструкції та функціонування роботизованої мобільної платформи з маніпулятором. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Для автоматизації процесів переміщення вантажів у виробничих системах та на складах сьогодні використовуються роботизовані мобільні платформи (РМП). З метою уніфікації операцій навантаження/розвантаження і переміщення дрібних деталей, сипучих матеріалів та рідин доцільно використовувати спеціальні типові контейнери. Для автоматизації операцій навантаження/розвантаження РМП мають бути оснащені маніпулятором та робочою поверхнею для розміщення контейнерів при їх транспортуванні. Cьогодні виготовляється значна кількість РМП з маніпулятором [1], однак процес їх розробки та вдосконалення триває. В результаті досліджень, які проводились в рамках БКР автора, була розроблена експериментальна модель РМП для руху по ортогональних маршрутах [2]. Для створення промислового зразка РМП необхідне розроблення маніпулятора і вдосконалення вузлів РМП для підвищення її технічних та експлуатаційних характеристик. Це визначає актуальність теми магістерської кваліфікаційної роботи “Дослідження особливостей конструкції та функціонування роботизованої мобільної платформи з маніпулятором”. Об’єктом дослідження є РМП з маніпулятором для автоматизації процесу навантаження/розвантаження та переміщення контейнерів. Предметом дослідження є вдосконалення РМП за рахунок розроблення спеціалізованого маніпулятора та покращення варіантів її вузлів. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є розроблення спеціалізованого маніпулятора для експериментальної моделі РМП та вдосконалення її вузлів на основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень. Для досягнення вказаної мети в роботі ставились і вирішувались такі задачі: 1. Розробка конструкції та системи керування маніпулятора РМП. 2. Дослідження впливу девіації радіуса коліс та зміни моменту крокового двигуна на рівняння балансу сил РМП. 3. Вдосконалення конструкції та системи керування приводу РМП для відстеження траєкторії її руху, заданої розміткою. В результаті виконання роботи розроблена конструкція циліндричного маніпулятора РМП та його система керування. Отримані формули для визначення координат контейнерів для їх позиціонування при завантаженні/розвантаженні. Визначена структура системи керування маніпулятора. Запропонована електрична схема автомата для завантаження/розвантаження контейнерів. Здійснена практична реалізація дослідного зразка маніпулятора. Розроблена програма для системи керування маніпулятором РМП. Проведені теоретичні та експериментальні дослідження для вдосконалення вузлів РМП. Експериментально виміряна девіація радіуса коліс РМП і протидіюча сила, спричинена зміною цього радіуса. На основі запропонованої моделі отримані формули для визначення протидіючої сили та її врахування в модифікації рівняння балансу сил. Розроблено модель для визначення прискорення РМП з урахуванням нелінійної залежності крутного моменту крокового двигуна від частоти імпульсів. Проведене експериментальне дослідження оптопар для оптосенсорів РМП та енкодера сервоприводу повороту коліс. Розроблена конструкція енкодера та схеми керування для сервоприводу повороту коліс. Розроблена модель для визначення траєкторії руху РМП при зміні кута повороту коліс. Запропонований метод відстеження траєкторії, заданої розміткою. Пояснювальна записка до магістерської кваліфікаційної роботи містить 98 сторінок друкованого тексту, 6 таблиць, 57 рисунків, 27 найменувань літературних джерел. Ключові слова: роботизована мобільна платформа, маніпулятор, система керування, девіація радіусу коліс, сервопривід повороту коліс, відстеження траєкторії. Список літературних джерел Shneier M. and Bostelman R. 2015, Literature Review of Mobile Robots for Manufacturing, NISTIR 8022, http://dx.doi.org/10.6028/ NIST.IR.8022. Mazur V.V. and Panchak S.T., “Experimental model of a mobile platform for moving on orthogonal routes”, CAD in Machinery Design: Implementation and Educational Issues (CADMD 2020), IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 1016 (2021) 012011 DOI: 10.1088/1757-899X/1016/1/ 012011, https://iopscience.iop.org/ article/10.1088/1757-899X/1016/1/012011/pdf. Mazur V.V. and Panchak S.T., “Control system for an experimental model of a robotic mobile platform with manipulator”, CAD in Machinery Design: Implementation and Educational Issues XXIX International Polish-Ukrainian Conference (CADMD), pp. 45-54, Krakow: Wydawnictwa AGH, 2023. ISBN: 978-83-67427-24-1, [Ел. ресурс]: https://repo.agh.edu.pl/handle/AGH/105561 Mazur V.V. and Panchak S.T., “Features of the Construction of a Robotic Mobile Platform for Movement on Orthogonal Routes”, 2022 IEEE XVIII International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH), pp. 11-15, IEEE 2022, DOI: 10.1109/MEMSTECH55132.2022, [Ел. ресурс]: https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/10002895/proceeding Mazur V.V. and Panchak S.T., “Control System of Mobile Platform Manipulator”, 2023, 17th International Conference on the Experience of Designing and Application of CAD Systems, IEEE, pp. 1-4. DOI: 10.1109/CADSM58174. 2023, [Електронний ресурс]: https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/10076488/proceeding Mazur V.V. and Panchak S.T., “Improvement of the Construction and Control System of the Robotic Mobile Platform”, 2023, IEEE XXVIII International Seminar/Workshop on Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory (DIPED), pp. 242-246, IEEE, 2023, DOI: 10.1109/DIPED59408.2023, [Електронний ресурс]: https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/10269335/proceeding