CC BY
15
УДК 621.865.8
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-260-264
РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СКЛАДСКОГО МОБИЛЬНОГО РОБОТА
К.Б. Костанян, А.В. Воробьев
В рамках исследования была разработана конструкция складского мобильного робота в программе SolidWorks. Целью данного исследования стала работа над созданием складского мобильного робота, перемещающегося по белой линии. Задачей является анализ и исследование мобильный робот, а именно описание конструкции складского мобильного робота.
Ключевые слова: платформа складского мобильного робота, узел передней подвески направляющих колес, узел задней подвески двигательных колес, узел электронного модуля.
Описание конструкции «Платформа складского мобильного робота». [1, 2]. Конструкция является головной сборкой всего робота и представлена на рис. 1. платформа складского мобильного робота. Применение данного складского мобильного робота - транспортировка мелкогабаритного груза на предприятии (метизов, коробок, небольших заготовок и так далее).
Сборка состоит из трех сборочных единиц, одной деталей, двенадцати стандартных изделий (рис. 2).
L_i
|Щ|
Рис. 1. Платформа складского мобильного робота
Рис. 2. Схема разборки платформы складского мобильного робота
Описание узла передней подвески направляющих колес. Конструкция (рис. 3) является непосредственным узлом передней подвески направляющих колес мобильного робота. Она обеспечивает поворот колес в диапазоне ± 20° влево/вправо (рис. 4), а также сложной сборкой робота, состоящей из множества деталей.
260
Принцип работы заключается в рычаге, закрепленном на выходном валу сервопривода и на валу рейки, именно он качает конструкцию влево/вправо в зависимости от направления поворота робота, в связи с этим рычаг тянет рейку и все сопрягаемые детали за собой. Ножка колеса левая и ножка колеса правая соединены рейкой для согласованного движения.
Сборка состоит из одного сборочного единицы, десяти деталей, девяти стандартных изделий, одного покупного изделия (рис. 5).
Рис. 3. Узел направляющих колес
Рис. 4. Угол поворота узла передней подвески направляющих колес
0 а
¿V
\ *э
* т
% А * • 4
' V
\
Рис. 5. Схема разборки узла передней подвески направляющих колес
Описание узла задней подвески двигательных колес. Конструкция (рис. 6) является непосредственным узлом задней подвески двигательных колес мобильного робота. Она обеспечивает тяговый момент для транспортировки груза. Тяговый момент обеспечивается редук-торным двигателем. Колеса установлены на полуоси двигателя, а сам двигатель на базовую деталь плита.
Сборка состоит из двух сборочных единиц, шести стандартных изделий и одного покупного изделия (рис. 7).
Рис. 6. Узел задней подвески двигательных колес
261
Рис. 7. Схема разборки узла задней подвески двигательных колес
Описание конструкции узла электронного модуля. Конструкция является непосредственным узлом электронного модуля мобильного робота (рис. 8). Узел электронного модуля предназначен для размещения основных электронных компонент робота.
Сборка состоит из одной сборочной единицы, одной детали, двадцати двух стандартных изделий и восьми покупных изделий (рис. 9).
Рис. 8. Узел электронного модуля
Рис. 9. Схема разборки узла электронного модуля
Рис. 10. Электронные компоненты в узле электронного модуля
262
Назначения деталей узла электронного модуля.
Узел электронного модуля состоит из:
Сборки - корпус электронного модуля (состоит из свариваемых между собой плит). Корпус является местом для установки электронных компонентов и узлов (рис. 10).
К электронным компонентам относятся: [3,4]
1) ARM STM32F030F4P6 CORTEX-M0. Представляет из себя отладочный комплекс, выполненный на базе микроконтроллера STM32. Необходимо для загрузки программного кода, подаче сигналов и подключении электронных компонент, как и каскадным методом, так и с помощью разъемов.
2) Драйвер двигателей L298N. Представляет из себя плату для многофункционального управления двигателями постоянного тока. Необходим для контроля скорости и направления вращения двигателя постоянного тока.
3) Модуль коммутации V4. Необходим для дополнительного подключения электронных компонентов, так как на плате STM32 нет достаточного количества пинов (точек соединения), то он является связующим звеном между платой и модулем.
4) Силовая кнопка с фиксацией. Необходима для включения и выключения мобильного робота.
5) Ультразвуковой дальномер HC-SR04. Это датчик расстояния, который использует ультразвук для определения расстояния до объекта в диапазоне до 450 см.
6) Датчик линии TСRT5000. Это оптический модуль, предназначенный для обнаружения препятствий в виде белых или черных линий. Инфракрасный диод излучает свет с длиной волны 950 нм, что позволяет достоверно определять линии на расстоянии от 1 мм до 80 мм по высоте.
7) Портативное зарядное устройство. Необходимо для питания платы STM32.
8) Батарейка Крона. Необходима для питания драйвера двигателей L298N 9 В.
Несмотря на значительный технический прогресс, роботизация всех складских процессов пока не представляется возможной. Даже самое современное оборудование в той или иной степени требует участия человека. Оператор по-прежнему необходим, когда выполняются сложные или вариативные действия. Обычно на складе возможно роботизировать лишь определённую область или конкретный процесс. Роботизация складов имеет ряд существенных преимуществ. Это сокращение затрат на персонал, повышение эффективности и скорости выполняемых роботами задач, возможность оптимизировать складское пространство. Предприятия, которые уже используют роботизацию складов, смогли оценить достоинства автоматизации складских процессов во время эпидемии коронавируса.
В данной статье проведено исследование складского мобильного робота. Выполнены, требуемые задачи, а также вы электронные компоненты. В результате работы разработана конструкция складского мобильного робота для промышленных предприятий.
Список литературы
1. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2018. 736 с.
2. Егоров О.Д. Е 30 Конструирование механизмов роботов. Учебник. М.: Абрис, 2019.
444 с.
3. Платт Ч. Электроника для начинающих: Пер. с англ. 2-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2017. 416 с.
4. База знаний Ардуино [Электронный ресурс] URL: https://3d-diy.ru/wiki/ (дата обращения: 19.01.2022).
Костанян Карен Бегларович, бакалавр, оператор, qubertfelixson@gmail.com, Россия, Анапа, ФГАУ«ВИТ«ЭРА»,
Воробьев Андрей Васильевич, младший научный сотрудник, era1@mail.ru, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»
DEVELOPMENT AND JUSTIFICATION WAREHOUSE ROBOT VEHICLE
K.B. Kostanyan, A.V. Vorobyov 263
