Система керування рухом наземного багатофункціонального робота
Автор: Заяць Назар Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи відновлюваної енергетики та електромобільність
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Об’єкт дослідження – дистанційна система керування рухом наземного багатофункціонального робота для бойових задач. Предмет дослідження – створення платформи багатофункціонального робота та інтегрування її у бойові умови. Мета дослідження – розроблення ефективної системи керування рухом наземного робота з дистанційним зв’язком та сучасними технологіями. У роботі була поставлена задача розробити систему для керування рухом наземного безпілотного транспортного засобу, який виконуватиме важливі бойові завдання. Особливою ознакою цього завдання є орієнтація на найновіші світові комплектуючі, що розроблені окремими компаніями, кожна з яких є лідером у своїй справі. Підбір комплектуючих виконувався виходячи із наданих нам характеристик робота та відповідних розрахунків. Першими компонентами було обрано чотири мотор-колеса компанії QSMOTOR. У мотор-колесах використовуються безщіткові двигуни постійного струму із зовнішнім ротором, що забезпечує простоту керування та довготривалу безперебійну роботу. Саме мотор-колесо здане розвивати 1200 Вт потужності при тривалому статичному навантажені. Для керування мотор-колесами застосовано силові контролери Mini FSESC6.7 PRO. Вони є популярними серед користувачів, адже виготовлені із якісних комплектуючих, та здатні витримувати високі навантаження при піковому струмі до 200 А. Для зручних налаштувань контролерів застосовується спеціалізована програма, яка є відкритою, виводить досить багато різних показників, що полегшує її використання. Для електричного живлення чотирьох контролерів зібрано силову акумуляторну батарею напругою 60 В та ємністю 40 А•год із Li-ion елементів фірми Samsung. Для дистанційного зв’язку з роботом і керування його рухом застосовано екосистему від компанії CubePilot. Дана система є продуктивним рішенням для реалізації даного завдання. Оранжевий куб, який використовується на платі і здатний зчитувати, переробляти та відправляти дані по різних протоколах зв’язку, є основним компонентом даного робота. Його контролер є найновішою та найпотужнішою моделлю в екосистемі CubePilot, яка має в собі процесор для обробки даних та компоненту, що є окремою ланкою і здатна приймати різні сигнали, передавати їх до процесора та отримувати назад. Відмінною рисою даного контролера, є його відкритий код, який можна змінювати під свій лад. Також сам куб можна змінювати під різний функціонал відповідного до його кольору і встановлювати на ту саму плату. Додатковим комплектуючим, який потрібен для адекватного керування роботом, є бездротова цифрова система зв’язку HereLink. Вона містись в собі саму бездротову цифрову станцію та інтегрований пульт дистанційного керування. Сам блок дає змогу передавати дані керування, відео і телеметрії на відстань до 20 км між пультом та контролером. Дана станція забезпечує якісне відео із камери, яка встановлена на корпусі робота, швидке та чітке керування і довготривалий зв’язок. Наступним важливим компонентом є система GPS та орієнтування у просторі під назвою Here 3, вона дає змогу бачити, де знаходиться робот та у якому він є положенні відносно сторін світу. Після проведення всіх досліджень з приводами мотор-коліс, вивчення описаної системи керування та набуття досвіду роботи з нею, дана екосистема була реалізована за заданим завданням на реальному наземному роботі, виготовленому групою волонтерів. Ключові слова: наземний безпілотний транспортний засіб, бойовий робот, дистанційна система керування рухом, мікроконтролер. Перелік основних використаних літературних джерел 1. Yuan, S.-S., Deng, W.-X., Yao, J.-Y., Yang, G.-L. (2023). Robust adaptive precision motion control of tank horizontal stabilizer based on unknown actuator backlash compensation. Defence Technology, 20, 72–83. 2. Wang H et al (2019) Optimal design and stress analysis of the transmission line inspection robot along the ground line. J Eng 2019:3088–3091. 3. CubePilot. (2024) CubePilot Ecosystem Autopilot Wiring Diagram 2023 URL - https://www.cubepilot.com/#/ecosystem/poster/2023_Wiring_Diagram 4. CubePilot Ecosystem Edu450 Reference Design (Multilingual) URL - https://docs.cubepilot.org/user-guides/cubepilot-ecosystem/cubepilot-ecosystem-edu450-reference-design 5. Технологія Cube Pilot URL - https://docs.cubepilot.org/user-guides 6. Herelink Overview URL - https://docs.cubepilot.org/user-guides/herelink/herelink-overview