Разработка универсальной манёвренной платформы

Актуальность

В последнее время процессы производства становятся сложнее и более автоматизированными. На складах также используются роботы. В строительстве начинают использовать роботов для транспортировки грузов в городе. В авиации – при подготовке самолётов. Роботы используются и в  промышленности. Однако для каждой цели применяется робот со своим, порой очень узким функционалом. Для решения этой задачи автор начал разрабатывать проект универсальной манёвренной платформы. Универсальность будет достигаться за счёт модульности, то есть на робота можно установить модуль для выполнения определённой задачи, при этом его масса не должна превышать массу, которую способна везти на себе платформа.

Цель

    Разработать универсальную платформу с повышенной манёвренностью, предназначенную для помощи на производствах и складах, а также для использования в городских условиях.

Задачи

1. Определение основного функционала изделия с учётом современных технологических трендов.
2. Реализация на платформе Arduino с использованием коллекторных двигателей.
3. Изготовление корпуса с помощью сублимационных технологий.
4. Изготовление пробного модуля для робота.
5. Проведение тест-драйва получившегося изделия, испытание модуля.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• 3D-принтер
• Паяльник
• Лазерный станок

Описание

Изначально был проведён анализ уже существующих образцов. После этого была осуществлена разработка и 3D-моделирование робота в Компас-3D, а также подбор основных компонентов и материалов. В качестве программируемого контроллера был выбран Arduino Uno.

На следующем этапе на 3D-принтере были распечатаны детали поворотного механизма колёс, колёса и шины для них, также части крепежа для смены модулей. В основном для деталей использовался ABS-пластик, а для шин – специальный материал FLEX-пластик (по свойствам похож на резину). На лазерном станке из фанеры были вырезаны части корпуса и грузового модуля.

Далее была изготовлена рама из алюминиевого профиля. Из профиля сформировали квадрат размером 300 x 300 мм. К раме прикрепили пластину из оргстекла со всеми компонентами робота. Затем были собраны и прикреплены к углам рамы поворотные механизмы, части корпуса были прикреплены к роботу. Внутри корпуса были установлены механизмы для крепления модулей. Также был собран и прикреплён к роботу грузовой модуль.

На последнем этапе был проведён тест-драйв робота и модуля. Управление роботом было реализовано с помощью Bluetooth.

Результаты работы/выводы

В результате проделанной работы был создан и испытан прототип робота. В ходе испытаний было установлено, что данная концепция работоспособна и действительно может выполнить все возложенные на неё задачи. В ходе работ было использованы аддитивные технологии и лазерный станок. Полученный прототип способен работать в течение 1 часа и выдерживать на себе груз весом 10 кг.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем автор планирует заняться улучшением проекта путём добавления на него ультразвуковых датчиков, лидаров и видеокамер, что позволит улучшить процесс управления.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк МАИ

Награды/достижения

Конкурс «Я – инженер будущего» – победитель