Қозғалыстағы роботтардың классификациясы
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыста екі аяқты адымдаушы платформа құрастырылды. Платформалардың түрлері және оның қолданылуы қарастырылды.
Екі аяқты платформаның тәжірбиелік үлгісі құрастырылды.дипломдық жұмыс барсында роботтың қозғалу принципі мен қолданылу аймақтары негізге алынды.
Бұл жобада гексапод аяғына Proteus Design Suite бағдарламасын пайдалана отырып, кинематикалық сұлбаларды визуализациялау мүмкін болды. Сонымен қатар, SolidWorks бағдарламасында екі аяқты платформаның 3D көрінісінің моделі салынды.
Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімінде өндірістік бөлмедегі электромагниттік өрістерден қорғау және желдеткіштің механикалық ауа алмасуы есептелінді.
Экономикалық бөлімде екі аяқты платформан5ы жасауға кеткен шығындар мен оның экономикалық тиімділігі есептелінді.
Annotation
In this diploma work, a two-legged walking platform was built.The types of platforms and their application are considered. An experimental model of a twotrack platform was developed.the thesis is based on the principles of movement and application o61f the robot.
In this project, it is possible to visualize kinematic schemes using the Proteus Design Suite program by the end of the hexapod. In addition, the SolidWorks program built a 3D representation model of a two-track platform.
In the section life Safety, protection against electromagnetic fields in industrial premises and mechanical air exchange of the fan were calculated.
In the economic part, the costs of creating a two-window platform and its economic efficiency are calculated.
Аннотация
В этой дипломной работе была построена двуногая шагающая платформа. Рассмотрены типы платформ и их применение. Была разработана экспериментальная модель двуногой платформы. В ходе дипломной работы за основу взяты принципы движения и области применения робота.
В этом проекте возможно визуализация кинематических схем с использованием программы Proteus Design Suite. Кроме того, в программе SolidWorks была построена модель 3D-представления двуногой платформы.
Мазмұны
Кіріспе 1
1. Техникалық бөлім 2
1.1 Заманауи Роботтар 2
1.2 Жүру режимін талдау 2
1.3 Қозғалыстағы роботтардың классификациясы 4
2. Конструкторлық бөлім 28
2.1 Solidworks-те манипулятордың 3D моделін құру 28
2.2 Қажетті құрал-жабдықтарды дайындау 30
2.2.1 Микроконтроллерлерді таңдау 30
2.2.2 Shield 34
2.2.3 Сервомоторды таңдау 34
3. Конструкторлық бөлім 38
3.1 Arduino Nano 38
3.2 Ардуино бағдарламалық жасақтамасы 40
3.3 Алгоритм және блок-схема 41
3.3.1 Бағдарламаның өнімділігін Proteus ортасында тексеру 41
3.4 HC-SRO4 ультрадыбыстық датчигі 42
3.5 HC-SR04 ультрадыбыстық диапазоны 44
3.6 Сервопривод құрылғысы 46
3.7 Nano Shield Arduino тақтасына қосу 47
3.8 HC-06 модулі 49
5 Экономикалық бөлім 56
5.1 Жұмыстың негіздемесі мен мақсаты 56
5.2 Жобаның экономиклық тиімділігі 56
5.3 Бағдарламалық жасақтама жасаудың күрделілігі 58
5.4 ӘҚ дамыту шығындарын есептеу 59
5.5 Материалдық шығындар 59
5.6 Электр шығындары 60
5.7 Еңбек ақысы 61
5.8 Әлеуметтік салық 61
5.9 Негізгі құралдардың тозуы 61
5.10 Бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуге арналған шығындар сметасы0 63
5.11 Мүмкіндігін анықтау (келісімшарттық) ӘҚ 64
5.12 Өзін-өзі өтеу мерзімін есептеу 64
Қорытынды 65
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 66
А Қосымшасы 67
Ә қосымшасы 68
Кіріспе
Қазіргі уақытта мобильді роботтар әртүрлі тапсырмалар үшін қолданылады. Олардың тізіміне мыналар кіреді: қоймаға техникалық қызмет көрсету, жүктерді тасымалдау, күрделі немесе қауіпті аймақтарды зерттеу және бақылау, таңдау және барлау. Осы мақсатта ауқымды робот құрылымдары жасалды және зерттелді. Соңғы онжылдықта көптеген аймақтарда жаяу роботтар жиі қолданылады, яғни жоғалған роботтар. Олардың дөңгелекті немесе серпентинді аналогтарының жанында айқын артықшылықтары бар қасиеттері бар.
Қозғалыс модельдерін икемді таңдаудың арқасында жоғалған роботтар біркелкі емес жерлерде қозғалады және қол жетімсіз жерлерге енеді. Сонымен қатар, олар бір немесе бірнеше аяқ-қолды жоғалтқан жағдайларда қозғалыс моделін (тиісті дизайн және басқару алгоритмдерімен) ауыстыру арқылы өз қабілеттерін сақтай алады. Бұл дипломдық жобада өрмекшіге еліктейтін және оның қозғалысын қайталайтын екі жақты робот зерттелді. Мұндай құрылғы роботтар жүретін роботтардың барлық сипаттамаларына ие.
Бұл дипломдық жобада мен дамыған антропоморфтық роботты ғана емес, оны құрастыру бойынша жұмыстардың тізімін, сонымен қатар оның өмірінің қауіпсіздігі мен экономикалық тиімділігін көрсететін мысалдар келтірдім.
Қауіпсіздік бөлімінде алтыбұрышты қадамды роботты әзірлеушіге арналған арнайы жабдықталған бөлменің толық жарықтандыру сипаттамалары мен сипаттамаларының мысалы келтірілген. Бұл дипломдық жобада келесі мәселелер қарастырылды: желіні жобалау жұмыстарын ұйымдастыру және жүргізу
Дипломдық жобаның экономикалық бөлімі де өзіндік ерекшеліктерге ие. Оның ерекшеліктері - бұл әр түрлі тақырыптармен ғана емес, сонымен қатар күтілетін экономикалық тиімділік пен өндіріс шығындарының өзіндік құнын ескере отырып, зерттеулерді экономикалық бағалау әдістерімен қолданылатын есептеулер. Дипломдық жобаның экономикалық бөлімін орындау кезінде қорғаушылар барлық бөлімдер бойынша ақпаратты, алдыңғы тәжірибелерде алынған мәліметтерді және әр түрлі ақпарат көздерін пайдаланады. Сонымен қатар, ол жоғары оқу орындарында оқыту барысында алған білімдерін қолданады. Экономикалық бөлім негізгі бөліммен бір уақытта орындалады және жеке бөліммен аяқталады.
1. Техникалық бөлім
1.1 Заманауи Роботтар
Жарты ғасыр бұрын, роботтар өзінің өмір сүру кезеңінде қарапайым механизмдерден күрделі тиімділікке ие құрылғыларға айналды. Олар көптеген мүмкіндіктер бойынша адамдардың қабілеттерінен асып түсті. Алдағы онжылдықта роботтар ең танымал адам көмекшілеріне айналады65 және өркениет қажеттіліктерінің көп бөлігін алады. Қазіргі кезде роботтардың түрлері өте көп. Сондықтан оларды жіктеудің бірқатар классификациялық нұсқалары бар: мөлшері мен формасы, функциясы бойынша, бағдарлама логикасының типі59 және т.б. Жіктеудің барлық түрлерінің ішіндегі ең маңыздысы - қозғалыс мүмкіндігінше жіктеу. Онда роботтарды екі бөлікке бөлуге болады: қозғалмалы және қозғалмайтын роботтар. Бұл жобада мен қозғалатын роботтарды және оның құрамына кіретін антроморфты роботтарды қарастырдым [1].
Жасалған платформаны манипулятивті жүйе ретінде ұсынуға болады.
Манипулятор - құрал-саймандардың, еңбек заттарының, құрылымдық бірліктер мен элементтердің кеңістіктегі жағдайын басқаруға арналған механизм. Бұл термин ХХ ғасырдың ортасында, атом өнеркәсібіндегі қауіпті объектілерді манипуляциялаудың күрделі механизмдерін қолдануға байланысты пайда болды. Оның негізінде манипуляторлар бірнеше қозғалғыштық дәрежесі бар кеңістіктік механизм болып табылады, олар көптеген салаларда және адам қызметінің әр түрлі салаларында көмекші жұмыстарды орындайды. Манипуляторлар машиналар мен механизмдер теориясының кіші бөлімі болып табылатын манипуляторлар теориясы курсында оқытылады. Тар мағынада манипулятор55 механикалық қол ретінде ұсынылуы мүмкін.
Ғылым мен техниканың даму деңгейінің жоғарылауымен қатар параллель кинематикасы бар тетіктер пайда болды, мысалы, екі аяқты, штативті, квадроподты, гексаподалы және басқалары. Жалпы жіктеуде мұндай объектілерді жаяу жүру машиналары, немесе жаяу машиналар - аяқтың көмегімен жүретін әртүрлі машиналар деп атайды. Орындаудың сындарлы күрделілігіне байланысты олар нақты өмірде әлі де көп таралмаған.
1.2 Жүру режимін талдау
Негізінде адам табиғатты, қозғалыстың басқа түрлерін, оның аралас, әртүрлі комбинациялармен жүруін дамыта алады, яғни жұмыс істейтін механизмдердің құрылысын байланыстыра отырып, өнімділігі жоғары және өнімділігі жоғары көліктік және технологиялық машиналар жасай алады. Табиғаттағы барлық тіршілік иелерінде дөңгелектер емес, тұтқалар жүйесі бар, өйткені тұтқалар жүйесі біркелкі емес жолдардағы дөңгелектерге қарағанда табиғи топырақта қозғалу үшін тиімді. Бұған жүрудің тірек-қимыл аппараты қасиеттері ықпал етеді: кеуде дискреттілігі, 43 яғни қабырға және төменгі аяғындағы жұмыс істемейтін аймақтардың болуы. Бұл жағдайда қабырғалардың дис53крететтілігі деген сөз қозғалтқыштың қозғалыс аймағының бетіндегі жанасуындағы үзіліс. Аяқтың жұмыс аймағы деген сөздің астында дененің айналасындағы кеңістік және кеңістіктің тірек элементтері, жұмыс істеп тұрған қозғалтқыш үшін қол жетімді нүктелердің болуы. Жүру қозғалтқышының бұл қасиеттері жасанды серуендеу қозғалыстарын, үстіңгі тіреу мен профиль өту мүмкіндігін береді. Қалыпты тасымалдау үшін кедір-бұдыр жерлерден басқа, адамдардың өмір сүруіне бейімделген орта: тар жолдар, өткір бұрылыстар, баспалдақтар.
Табиғи нысандарды, олардың мінез-құлқын, хат-хабарларын мұқият зерттемей, ереже бойынша, іс жүзінде қолдануға болатын кез-келген лайықты дизайн жасауға жол берілмейді: мысалы, Табарук орман машиналары, көлік жүйелері зертханасының 56 роботы КСРО Ғылым академиясы. Бұл машиналар дизайнерлердің үмітін ақтай алмады және жәндіктерге тән динамикалық қасиеттерді көрсете алмады. Бұл тұжырымдау тірі организмдердегі қозғалысты басқарудың физиологиялық модельдеріне ұқсас, ал жүру роботтарын құрудың композициялық тұжырымдамасын қарастырған жөн. Бұл институтта ақпарат беру проблемалары бойынша жүргізілген Ресей ғалымдарының зерттеуіне негізделген аналогия. Сондықтан композициялық тұжырымдаманы робототехникадағы биологиялық тәсіл деп санауға болады. Осы тұжырымдамаға сәйкес қозғалыс процесін басқарудың минималды деңгейі тәуелсіз жабық автоматты басқару жүйелерінің (реттегіштердің) ұжымдық4 жұмысының нәтижесі ретінде ұсынылуы мүмкін. Жеке контроллерлермен байланыс жоқ (көлденең сілтемелер). Басқаша айтқанда, жаяу жүргіншілер роботын қарапайым, тәуелсіз автоматтың бірнеше компоненттері бірыңғай автомат ретінде көрсете алады, ал қозғалу процесі осы автоматтың 4 бірлескен әрекетінің нәтижесі болып табылады. Әрбір автомат өзіндік мәселелерді шешеді және осылайша қозғалтқыш процесінің қалыптасуына ықпал етеді.
Әрбір қарапайым машина автоматты басқару жүйесі болып табылады және тек бір байланысты, яғни сілтемені басқарады. Сонымен қатар, аяқтың қозғалу циклінің әр түрлі кезеңдерінде бірнеше түрлі контроллерлер бөлек Ассоциацияны басқара алады. Барлық аяқтардың бірдей буындары қозғалыс параметрлерінің бірін басқарады. Мысалы, қадам ұзындығы роботтың биіктігіне, корпусына, байланыстырушы бетіне немесе роботтың жылдамдығына қатысты 13-ке қатысты. Роботтың барлық бөліктерін басқару параллельді түрде жүзеге асырылады. Бұл басқару жүйесінің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Басқа автоматты машиналардың әрекеттері экологиялық наразылық тудыратын әрекеттер ретінде жеке машиналарға әсер етеді. Реттеуші ретінде машиналардың мақсаты қарсылықтарды қайтару болып табылады. Автоматты реттеумен кері байланыс тізбегінде қолданылатын, сондай-ақ басқа автоматтандырылған құрылғылар туралы ақпаратты қамтитын шығыс сигналының сенсорлық жүйесі. Бұл басқа машина, ол басқа сенсорлық жүйелер машинасының жұмысына кері әсер етеді, сонымен қатар кез-келген арналар арасындағы байланысты реттеуші болып табылады. Бұл жағдайда бір машинаның сыртқы ортасы басқа машиналардан және жалпы роботтың сыртқы ортасынан тұрады. Қажетті желі параметрлері роботты басқарудың жоғары деңгейлі жүйесін басқарады және ырғақты қозғалыс кезінде тұрақты болады.
Жүру роботтарының мәселелеріне арналған бұл тәсіл локомотив процесін басқаруды жеңілдетеді және оны тартымды етеді. Автоматтандыруға арналған сенсорлық жүйелер мәселелерін қарастыра отырып, жаяу жүретін роботтар, яғни жүретін роботтар ассамблеясында ұсынылған тәсілді енгізу арқылы анықталады. Бұл мәселе сенсорлық жүйеге біріктірілген сенсорлар жиынтығын қолдану арқылы шешілді, олар әрбір инсульт параметрін өлшеуге қабілетті [2].
1.3 Қозғалыстағы роботтардың классификациясы
Мобильді роботтар дөңгелекті, ұшатын және жүретін роботтарға бөлінеді.
Жаяу жүретін роботтар, өз кезегінде, екі аяқты, төрт аяқты, алты аяқты және одан да көп аяқты болып бөлінеді. Сіз орындайтын мақсаттар мен міндеттерге байланысты сіз екі топқа бөлуге болады:
а) өндіріс 44 роботтары;
б) зерттеу сатысының робот-әзірлеушілері.
Ауыр, бір ретті, зиянды және қауіпті физикалық жұмысты орындауға арналған. Мұндай роботтардың ерекшелігі - автоматты басқару қондырғыларының болуы (адамның қолының қозғалысын имитациялайтын манипуляторлар, шассидің әртүрлі типтерімен жүретін машиналар және т.б.).
Өз кезегінде өндірістік роботтар бірнеше түрге бөлінеді:
- индустриялық;
- құрылыс;
- ауыл шаруашылығы;
- көлік;
- тұрмыстық;
- әскери.
Өнеркәсіптік роботтар - бұл манипулятор роботтары, яғни манипулятор мен атқарушы органдарға қажетті қозғалысты көрсетуге, басқару әрекеттерін орындауға, қайта бағдарламалауға, қайта бағдарламалауға мүмкіндік беретін басқару құрылғысынан тұратын автоматты құрылғы. Ол өндірістік қондырғыларды жылжыту және әртүрлі технологиялық операцияларды орындау үшін қолданылады. Басқаша айтқанда, бұл роботтар негізінен әр түрлі салаларда қолмен және көліктік операциялардың барлық түрлерін автоматтандыруға арналған.
Ядролық кезеңнің басталуы өндірісте қолданылатын манипуляторлардың пайда болуына да ықпал етті. 1947 жылы АҚШ-та Р.Герц бастаған аргон ұлттық зертханасының қызметкерлер тобы радиоактивті материалдарды тасымалдауға және адам операторының қозғалысын қайталауға арналған алғашқы автоматтандырылған Электромеханикалық манипулятор жасады. Мұндай манипуляторларды қолдана отырып, ешқандай кері байланыс физикалық байланысты қамтамасыз ете алмайтындығына байланысты, кілтті гайканы бұру немесе элементтердің бетіне дұрыс орналастыру қиынға соқты. Алайда, 1948 жылы Дженерал Электрик компаниясы ыңғайлы адаммен (ағылш. Handy Man) осындай кері байланыс орнатып, көшірме манипуляторын жасады. Ол манипуляторды операторлар, манипуляторлар объектіні ұстай алатын күшке жету үшін қолдана алды [3].
Алғашқы роботтар құрыла бастады 69 сөзбе-сөз мағынада, 1950 жылдардың ортасында, Америка Құрама Штаттарында. 1954 жылы американдық инженер Дж. П. DeVol айнымалы перфокарталарды қолданып тиеу-түсіру манипуляторын басқаруға жақындады және объектілерді тасымалдауға арналған бағдарламаланатын құрылғыға, яғни өндірісте қолданылатын роботқа патенттік өтінім жіберді (DeVol патенті 1961 жылы шығарылды).
1956 жылы Дж. Энгельбергпен бірге әлемдегі алғашқы өндірістік роботтар шығаратын компания құрылды. Оның атауы Unimation (ағылш. Unimation), яғни Әмбебап автоматика - бұл автоматтандырудың әмбебап терминінің аббревиатурасы.
Қазіргі әлемде бірде-бір сала, салмағы мен көлеміне қарамастан, аксессуарларсыз және жүк түсірусіз бола алмайды. Робот өнімді құрылғыға өзі орната алады. Бір робот бірнеше машинамен әрекеттесе алады.
Енді роботтар персоналдың құнын барынша азайтуға мүмкіндік береді. Бұл тек басып шығарумен жұмыс немесе пешті пайдалану сияқты қарапайым функциялар туралы емес. Роботтар қиын жағдайда үлкен салмақты көтере алады, бірақ олар тірі адамға қарағанда шаршамайды және аз уақыт жұмсайды.
Мысалы, құю және соғу өндірісінде адамдардың жағдайы айтарлықтай қиын. Өндірістің бұл түрі роботтандыру бойынша фильм түсіруден кейін үшінші орынды алады. Қазір барлық еуропалық құю өндірістері автоматты жүйенің өндірістік роботтарымен жабдықталған. Кәсіпорында роботты енгізу құны жүз мың долларды құрайды.
Металл, ағаш немесе пластикалық бұрғылау, жиектерді өңдеу және роботты фрезерлеу үшін оңай жұмыс. Нақты және берік манипуляторлар бұл тапсырмаларды өте оңай орындай алады. Жұмыс аймағы шектелмейді, тек кеңейтілген осьті немесе бірнеше басқарылатын осьтерді орнатқанда үлкен икемділік пен жоғары жылдамдық беріледі. Адам мұны бұлай жасай алмайды.
1.1 сурет - Өнеркәсіптік роботтар
Өнеркәсіптік робототехниканың одан әрі өсуі компьютерлердің, электрониканың дамуымен және роботтардың негізгі тұтынушылары - автомобильдер нарығындағы компаниялардың кеңеюімен байланысты болды. Генерал Моторстың 80 жылдық мерейтойы автоматтандыруға 40 миллиард доллардан астам қаражат салды. Негізгі робот нарығы - көптеген компаниялар орналасқан Жапонияның ішкі нарығы: Фудзи, Денсо, Эпсон, Фанук, Интеллектуалды Актуатор, Кавасаки, Начи, Яскава, Нидек, Кавада. 1995 жылы әлемде пайдаланылған 700000 роботтың 500000-ы Жапонияда жұмыс істеді.
Құрылыс роботтары құрылыс бизнесіне тән органикалық, көмекші және негізгі, қолмен байланысты көптеген операцияларды автоматтандырады. Құрылысты роботтандыру - бүгінгі күннің өзекті мәселесі (1. 2-сурет). Ғалымдар, инженерлер мен сәулетшілер миллиондаған адамдардың арманын жүзеге асыруға жақындады.
Олар құрылыс жұмыстарын адамның қатысуынсыз орындай алады және қашықтан басқарылатын машиналар, яғни роботтар жасай алады. Бұл жақын арада ескі, қараусыз қалған үйлердің орнына қарапайым халықты қол жетімді және ыңғайлы, абаттандырылған көп қабатты үйлер мен құрылыстармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Болашақта роботтар екі қабатты үйдің корпусын бір күнде жинап, қондырғының құнын бес есеге төмендетеді деп күтілуде [4].
Осы керемет машиналар мен роботтарды жасауды әлемнің әртүрлі елдеріндегі бірнеше ғылыми топтар бір уақытта жүзеге асырады. Олар: Лос-Анджелестегі Оңтүстік Калифорния Университетінің зерттеушілері, Ұлыбританиядағы Лофборо Университетінің Инженерлік мектебінің мамандары, Петра Новиков пен Саша Джокич бастаған Ресейдегі Минибуилдер жобасындағы бөлшектер 11 басқалары.
1.2 сурет - Құрылыс роботтары
Ауылшаруашылық робот немесе агробот - бұл ауылшаруашылық мақсатта қолданылатын робот.
Ауылшаруашылығында роботтардың негізгі қолданылуы егін жинау кезеңі болып табылады. Тракторлар спрей роботтары, жемістер мен жидектерді жинауға арналған автономды роботтар және жалпы адам еңбегін алмастыруға арналған роботтар, қой жүнін қырқу. Ауылшаруашылығы басқа салалардан айырмашылығы, роботтарды қолданады және біршама артта қалады. Ақыр соңында, ауыл шаруашылығымен байланысты жұмыс түрлері, қарапайым және көптеген қайталанатын тапсырмалар әрдайым бірдей бола бермейді. Көп жағдайда тапсырманы бастамас бұрын бірқатар факторларды ескеру керек (мысалы, жиналатын жемістердің саны мен түсі). Роботтарды өсіру, жырту, суару, суару және бақылау сияқты егін шаруашылығында пайдалануға болады
Тағы бір айта кететін жайт, роботтарды малды сауу, жуу және жабу үшін пайдалануға болады.
Осылайша, ауылшаруашылық роботтары ауыл шаруашылығындағы тиімді және бір ретті процестерді автоматтандыруға арналған. Қазіргі уақытта мұндай роботтардың қарқынды дамуының басталуы ауылшаруашылық өндірісін роботтандырудың басталуымен белгіленді(Cурет 1.3).
Дамыған елдер мобильді және стационарлы роботтарды кеңінен қолдану негізінде пилотсыз автоматтандырылған ауыл шаруашылығына көшу үстінде. Бұл өнімділіктің жоғарылауына әкеледі, ал рентабельділікті жақсартады, бұл өнімнің өзіндік құнын төмендетеді. Роботтар жер өңдеу, ұрықтандыру, тұқым себу, отырғызу, мал сауу, жүн қырқу, азықтандыру, ет пен балықты сойып алу және т.б. түрлі операцияларды орындай алады.
Ауылшаруашылық машиналарының жүргізушілерін ауыстыру үшін басқарусыз басқару үшін бағдарламалық-аппараттық жүйелерді пайдалану материалдардың артық жұмсалуын азайтады, сонымен қатар жерді дәл өңдеудің арқасында өнімділікті жоғарылатады.
1.3 сурет - Ауылшаруашылық роботтары
Көлік роботтары әртүрлі көлік құралдарын басқаруды автоматтандыруға арналған. Бұл роботтар, олар өздігінен жүретін арбаларды, серуендеуге арналған құрылғыларды және көлік құралдарын, сондай-ақ ұшу құрылғыларын басқара алады (1.4 сурет).
Портативті өндірістік роботтар (PP) жер немесе еден және үрлемелі, яғни аспалы болып бөлінеді. ТТ жүктерді тасымалдау әдісімен келесідей анықталады: - жүктерді манипулятормен немесе арнайы жабдықталған байлау құрылғысын пайдалану арқылы тасымалдау; - тасымалдау құрылғыларын қажетті мөлшерде сүйреуге арналған, өз кезегінде өз бетінше немесе манипулятормен қозғала алмайтын арнайы жабдықталған байлау құрылғысы арқылы жүк тасымалдау:
- жүк көтеретін жүктер (мысалы, жүк платформалары).
Функционалды тұрғыдан тасымалдаушы тек жүктерді тасымалдауды қамтамасыз ететін белгілі бір өндірістік операцияларды орындайды (технологиялық қондырғыларға техникалық қызмет көрсетуді, бөлшектердің мөлшері мен салмағын және т.б. анықтайды). Бақылау әдістеріне сәйкес тасымалдаушылар төрт кіші топқа бөлінеді:
- қолмен басқару; бұл жағдайда қозғалыс параметрлерін тағайындауды және таңдауды жүргізуші жүзеге асырады. Тасымалдаушы PR менеджмент жүйесінің көрсетілген параметрлерін енгізуді және қолдауды қамтамасыз етеді;
- тасымалдаушы барлық операциялар кешенін орындайтын, басқарудың тәуелсіз жүйесіне ие өндірістік роботта автономды басқаруға арналған, қозғалыс параметрлерін тағайындау және таңдау; барлық қозғалыс параметрлері (жылдамдық, жол, тоқтау және т.б.) басқару құрылғысына сыртқы қозғалыспен, сырттан келетін сигналдармен көрсетіледі; ол сигнал беру, байланыс немесе байланыссыз әдіспен жүзеге асырылады;
- басқару құрылғысы ДК-де орнатылған, кіріс сигналдарын шифрлайды және жеке басқарулар үшін командалар мен басқару әрекеттерін жасайды;
-байланысты басқару жүйелерімен басқарылатын қозғалыс параметрлерінің әртүрлі әдістерін жүзеге асыру мүмкіндігі. RR, ақаулар мен қауіпсіздікті, өзгеретін еңбек жағдайларына бейімделуді, дамыған ақпараттық жүйемен жабдықталған, қатаң бағдарламаланған және бейімделген, сыртқы жағдайларға бейімделген бөліседі.
1.4 cурет -Көлік pоботтаpы
Бүгінгі таңда робототехника барлық негізгі салаларда кең өріс алып келеді және көбінесе адам өмірінің әртүрлі салаларында жүзеге асырылуда.
Егер бұрын роботтар конвейер өндірісінде қайталанатын операциялар қажет болатын зауыттардағы адамдарды алмастыру арқылы өздерінің рөлін атқара алатын болса, енді роботтар адамдарға қазіргі мәселелерді шешуге, олардың уақыты мен күшін үнемдеуге көмектесу үшін әр үйде пайда болатын уақытқа келді.
Адамдарға күнделікті өмірде көмектесуге келетін тұрмыстық роботтар үлкен танымалдылыққа ие болуда. Бұл таңқаларлық жағдай емес. Себебі роботтардың түрлері жылдан-жылға көбейіп келеді. Қазірдің өзінде бұл шаңсорғыштар, көгалдар, терезе тазалағыштар, бассейн тазалағыштар, тіпті қарды тазартатын роботтар.
Айтпақшы, 2007 жылы Билл Гейтс осы технологиялық бағыттың маңыздылығына үлкен назар аударып, әр үйде робот мақаласын жариялады. Бұл мақалада ол роботтарды енгізудің, яғни болашақтың арқасында қоғамға ашылатын перспективаларды көрсетті [5].
Сондықтан да болар, адамзат тұрмыстық роботтар мен тұрмыстық роботтарды жасауда үлкен жетістіктерге жетуде. Олар адамның өмірі мен сферасына байланысты операцияларды автоматтандыруға негізделген. Бұл дәстүрлі автоматтарға қарағанда икемді және жан-жақты жүйелерді қажет етеді. Жоғарыда айтылғандай, бұл роботтар үй жұмыстарын орындай алатындай болуы керек (1.5 cурет), ыдыс-аяқ пен кір киімдерді жуу, еденді сүрту, әртүрлі ыдыс-аяқтарды пісіру және т.б.
1.5 cурет -Үй роботтары
Тұрмыстық роботтардың қатарына қозғалыстарға, тірі организмдердің әрекеттеріне (кейде, кейбір эмоция) әкелетін робот ойыншықтар да кіруі мүмкін (1.6 cурет).
1.6 cурет -Робот ойыншықтар
Әскери роботтар (жауынгерлік роботтар) - әскери жағдайларда t77o мүмкін емес жағдайларда адамның өмірін немесе мүгедектігін сақтайды, оны ауыстыру үшін қол жетімсіз жерлерде әскери мақсатта қолданады. Қазіргі уақытта әскери роботтардың бірнеше түрі бар.
Бұл пилотсыз ұшатын немесе қашықтықтан басқарылатын ұшақтар, суасты құрылғылары және жер үсті кемелері, роботтар-миналар (роботтар-минералдар), роботтарды зарарсыздандыратын шахталар (роботтар-саперлер), роботтар-барлаушылар және патрульдік роботтар (сурет 1.7).
Жауынгерлік роботтар адамды бөліп немесе толықтай алмастыра алатын роботтар, атропоморфтық әрекеттер, тек автоматтандырылған құрылғылар ғана емес, сонымен қатар ауада да, суда да әрекет ете алатын роботтар болып саналады.
Қазіргі уақытта көптеген роботтар телепрезенттік құрылғылар болып табылады. Әскери стильдегі роботтардың көпшілігі, жалпы алғанда, барлық роботтардың аз ғана бөлігі, белгілі бір тапсырмаларды операторлардың көмегінсіз автоматты түрде орындай алады.
Әскери роботтар (жауынгерлік роботтар) - әскери жағдайларда t77o мүмкін емес жағдайларда адамның өмірін немесе мүгедектігін сақтайды, оны ауыстыру үшін қол жетімсіз жерлерде әскери мақсатта қолданады. Қазіргі уақытта әскери роботтардың бірнеше түрі бар.
Бұл пилотсыз ұшатын немесе қашықтықтан басқарылатын ұшақтар, суасты құрылғылары және жер үсті кемелері, роботтар-миналар (роботтар-минералдар), роботтарды зарарсыздандыратын шахталар (роботтар-саперлер), роботтар-барлаушылар және патрульдік роботтар (сурет 1.7).
Жауынгерлік роботтар адамды бөліп немесе толықтай алмастыра алатын роботтар, атропоморфтық әрекеттер, тек автоматтандырылған құрылғылар ғана емес, сонымен қатар ауада да, суда да әрекет ете алатын роботтар болып саналады.
Қазіргі уақытта көптеген роботтар телепрезенттік құрылғылар болып табылады. Әскери стильдегі роботтардың көпшілігі, жалпы, барлық роботтардың аз ғана бөлігі, белгілі бір тапсырмаларды операторлардың көмегінсіз автоматты түрде орындай алады.
1910 жылы Огайодан келген жас американдық әскери инженер Чарльз Кеттеринг ұшақтарды адамның көмегінсіз пайдалануды ұсынды. Оның пікірінше, сағат механизмімен басқарылатын құрылғы берілген жерге жеткенде қанаттарын төмен түсіріп, жауға бомба сияқты түсіп кетуі керек. АҚШ армиясынан қаржы алғаннан кейін, ол әртүрлі жетістіктерге қол жеткізді және The Cattering Aerial Torpedo, Kettering Bug немесе Bug деп аталатын бірнеше құрылғыны сынақтан өткізді. Бірақ олар әдетте ұрыс кезінде ешқашан қолданылмаған [6].
1931 жылы Сталин жопарадағы танктерге үміт артқан әскерлерді қайта құру жоспарын бекітті. Осыған байланысты ұрыс кезінде радиорелей, қашықтағы телетанкалар салынды, экипажсыз жұмыс істеді. Бұл Т-26 сериясындағы цистерналар, ТТ (телетанкілер типі), басқару цистерналары (экипажсыз танктер тобын басқару).
1940 жылдардың басында Қызыл Армия 61 радиоактивті танкпен қаруланған. Бұл машиналар алғаш рет кеңес-фин соғысы кезінде қолданылған. Мұнда Т - 26 цистернасы негізінде құрылған бұзушы танк өздігінен ерекшеленеді.
1948 жылы Америка Құрама Штаттары AQM - 34 пилотсыз аппаратын жасады. Ол 1951 жылы ұшақтың алғашқы ұшқышы болды. Сол жылы ұшқышсыз ұшақ жаппай өндіріске шығарылды.
1959 жылы С.Лавочкиннің конструкторлық бюросы La-17R ұшқышсыз ұшақ шығарды.
Вьетнам соғысы кезінде АҚШ әскери-әуе күштері Firebi және найзағай пакеті пилотсыз ұшу аппараттарын белсенді қолданды.
1971 ж. Наурызында КСРО Министрлер Кеңесі Төралқасының Комиссиясы ұшқышсыз ұшақ жасау туралы шешім қабылдады.
1979 жылы КГБ-ның талабы бойынша Боуман техникалық университетінде жарылғыш заттарды бейтараптандыруға арналған жеңілдігі жоғарылатылған күрделі робот - MRK - 01 құрылды.
АҚШ армиясынан қаржы алғаннан кейін, ол әртүрлі жетістіктерге қол жеткізді және The Cattering Aerial Torpedo, Kettering Bug немесе Bug деп аталатын бірнеше құрылғыны сынақтан өткізді. Бірақ олар әдетте ешқашан ұрыс кезінде қолданылмаған.
1979 жылы С.Лавочкиннің конструкторлық бюросы La-17R ұшқышсыз ұшақ шығарды.
1.7 сурет -Әскери роботтар
1.8 сурет - Толықтай автономды әскери роботтар
Зерттелетін объектілер туралы ақпаратты табу, жинау, өңдеу және беру үшін зерттеу роботтары қолданылады (1.9 сурет).
1.9 сурет - Зерттеу роботтары
Нысандарға ғарыш, планета беті, су асты кеңістігі, жерасты қуыстары (шахталар, үңгірлер және т.б.), Арктика мен Антарктика, шөлдер, ластанған және адамдар қол жетімді емес жерлер кіруі мүмкін.
Механикалық манипуляторлардың пайда болуы, содан кейін бағдарламалау жүйелері (сандық бағдарламалық басқаруды қосқанда), өндірістік роботтарды құру, яғни басқарылатын манипуляторлар үшін әр түрлі операциялардың орындалуы бағдарламалық жасақтаманың құрылуына әкелді [7].
Адамзат әрқашан күнделікті өмір мен жұмысты мүмкіндігінше жеңілдетуге тырысты. Осы эволюция барысында робот машиналары класы пайда болды және онымен бірге бүкіл бағыт - робототехника пайда болды. Бұл пән ең белсенді дамыған елдердің бірі - Жапония. Әзірлеушілер роботтарды өндірістік мақсатта ғана емес, күнделікті өмірде де қолдануды жоспарлап отыр. Ғалымдар үй роботтары алдағы онжылдықта smartph29ones пайдалану сияқты қарапайым болады деп үміттенеді.
Ғылым мен техниканың даму деңгейінің жоғарылауымен қатар параллель кинематикасы бар механизмдер, мысалы штатив, квадропод, гексапод және т.б. Жалпы жіктеуде мұндай объектілерді жаяу жүргіншілер деп атайды, немесе жаяу жүретін машиналар - аяқтарымен жүретін әртүрлі машиналар. Орындаудың дизайндық күрделілігіне байланысты олар нақты өмірде үлкен үлестірілімге қол жеткізе алмай отыр.
Дөңгелекті және шынжыр табанды көлік құралдарымен салыстырғанда жаяу жүргіншілер көліктің көбеюімен сипатталады. Мұндай механизмдер инерция күштерінің әсерін төмендетіп, позициялаудың жақсарған қысқа мерзімді қайталануын қамтамасыз етеді. Мұндай механизмдер құрылымға негізделген паук тәрізді жәндіктер. Жаяу жүру жолдарын құрудағы басты проблема - баға-өнімділік коэффициенті (жүру жылдамдығын қоса алғанда), сондай-ақ жеткілікті энергияны қажет ететін және ықшам энергия көздерінің және жүру аяқтарына арналған жоғары жылдамдықты жетектердің болмауы. Алайда, бұл уақытта әлемде толыққанды жаяу жүргінші машиналарын жасау қазірдің өзінде жасалуда.
Маша МГУ 1969 ж. Алты аяқты роботының сыртқы түрі көрсетілген (сурет 1.10).
1.10 сурет - алты аяқты робот Маша 1969 ж.
Табиғи объектілерді көшіру туралы манипуляторлар теориясына дейін, әдетте, ол тәжірибеде қолдануға болатын жұмыс жасайтын құрылымдар жасауға мүмкіндік бермеді. Әлемде алғашқылардың бірі болып жүру аппараттары өткен ғасырдың 70-жылдарында Мәскеу мемлекеттік университетінің Механикалар институтында құрылды, гексапод. Бұл құрылғы өте тартымды Маша атауын алды, ол машина алты аяқты деген сөздің қысқасы.
Роботтың прототипі неміс тарақаны типіндегі қызыл тарақан болды. Тараканның жүрісін видеоға түсіру. Таракан бұрышқа орнатылған шыны түтікке орналастырылды және реактивті пайдаланып, тараканның қозғалу бағытын басқарды. Бейнекамераға жазылған тәжірибе. Содан кейін кадрларды кадрлар бойынша жазу орындалды. Осылайша, таракандардың жүрісінің негізгі түрі үш-үш жүріс екендігі анықталды. Таракан әрқашан олардың арасында тіреу үшбұрышын құрайтын үш лапқа сүйенеді, олардың ішінде дененің ауырлық орталығы орналасқан. Бұл жүріс тұрақтылық мәселесін едәуір жеңілдетеді, өйткені роботтың үш аяғындағы тірегі тұрақты болып шығады [8].
Маша роботының аяқ-қолында үш еркіндік дәрежесі бар және оларды беріліс қорабы арқылы үш тұрақты қозғалтқыш басқарады. Аяқтар бір-біріне қатысты аяқ буындарының айналу бұрыштарын өлшейтін позициялық датчиктермен жабдықталған. Робот басқару жүйесі иерархия қағидаты бойынша құрылған. Бұл жүйе дененің қозғалысы мен жүрудің негізгі параметрлер сипаттамаларын орнататын робот операторының (немесе толқындық оператордың) командалары бойынша құрылғының қозғалысын автоматты түрде бейімделуімен робот операторына (немесе толқындық операторға) әсер ететін басқару әсерін жасайды (мысалы, артқа, бүйірге, алға, утурға т.б. жүру).
Маша пайда болғаннан кейін АҚШ пен КСРО арасындағы технологиялық жарыс басталды. Машаға 1 жауап ретінде АҚШ алты аяқты роботтың жүру нұсқасын ұсынды. 10 жылдан аз уақыт өткеннен кейін Еуропада жаяу жүретін машиналар пайда бола бастады, бірақ осы уақыт аралығында Маша уақытты анықтайтын робот болып қала берді.
1985 жылы Жапония КСРО-дан чемпионатты ала алды. Токио Токио технологиялық институтына тиесілі Titan III және Titan ij-дің жапондық дамуы жасанды интеллектпен жабдықталған жүру механизмдерінің ішінде бірінші болып табылады. Бұл оларға қарапайым кедергілерді жеңуге мүмкіндік берді. TITAN IV 1985 жылы Цукубадағы ғылыми көрменің үкіметтік павильонында алты ай бойы мен 3 деңгейлік қиындықтарға бөлінген бетімен 40 шақырым жүрдім. Бұл роботтың салмағы 160 килограммды құрады, ал бір аяқтың ұзындығы (барлығы алты адам болған) ұзындығы шамамен 1,2 м. роботтың әсерлі мөлшері 40 см с дейін жылдамдықты дамытты. Титан IV сол кездегі көптеген серуендейтін роботтардың прототипі болды [9].
TITAN IV серуендеу роботтары тәжірибеден өту үшін, мысалы, алыс рельефтерді, планеталарды, елдер аралық трафикті және т.с.с. зерттеу үшін әзірленді. Сол жылы Порт-Харбордағы робототехника зертханасы төрт жыл бойы Aquarobot зерттеуімен дамыды. (1985-1989), ол теңізді терең зерттеу үшін қолданылды.
Егер жаяу жүру тетіктері тек платформа плюс аяқ-қолдар тұрғысынан қарастырылмаса, онда сіз олардың көптеген түрлерін таба аласыз, мысалы, медицинада. 1948 жылы Н.А.Берштейн-ресейлік профессор электр жетегімен жабдықталған аяқтың қаңқасын имитациялайтын протездеуі бар адамды бейнелеген. Бұл идеяны протездеу институты қолдады, бірақ соғыстан кейінгі қиындықтармен оған оны дамытуға мүмкіндік берілмеді. Қазірдің өзінде 60-шы жылдары General Electric компаниясы (Жапония) толыққанды экзоскелет ұсынды.
Патенттік іздеу жаяу роботтардың екіден көп аяғы бар роботтарының оннан астам модельдерін ұсынады, олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері мен мақсаты бар.
Мысалы, Табержек компаниясының орман машинасы, КСРО Ғылым академиясының робот-көлік жүйелері зертханалары, жүру машинасы ASV (АҚШ), саяхаттауға арналған, мобильді Ambler роботы (АҚШ), NASA құрастырған; жүретін робот MECANT, Хельсинки университетінде жасалған технология; Plustech - фин машинасы, орман шаруашылығына арналған. (сурет 1.11)
1.11 cурет - Робот түрлері
a -MSV, b-Ambler, c-plus tech, d-Mechant
1995 жылы Жапонияда төрт аяқты Aranho Robot роботы жасалды. Әрбір лап - бұл үш байланыстырушы механизм, оның ұштарында көптеген металл ілмектері бар дискілер орналасқан. Робот тік қабырға бойымен төмен, солға, оңға қарай теріс бағыттаусыз және құрылымы біркелкі емес жоғары бағытталған қимылдар жасады. Сыртқы түрі 1.12 суретте көрсетілген.
1.12 cурет -Aranho роботының сырт келбеті
Бірақ серуендейтін екі аяқты роботтарға қайта оралыңыз.
Қазіргі кезде әлемдік ғылым үшін екі аяқты жүру роботтарын (TLWR) дамыту басым бағыттағы ғылыми-техникалық бағыт болып табылады, онда зерттеулер белсенді түрде жүргізілуде, көптеген ғылыми мақалалар жарияланды, олардың мақсаты антропоморфты роботтарды құруды ынталандырады апат немесе апат аймағында адамды ауыстыруға қабілетті және оларды басқару алгоритмдері.
Үй тапсырмасының антропоморфтық көмекшілері мен промоутерлері белгілі бір талаптарды қоятын адаммен, соның ішінде қауіпсіздік пен әлеуметтік мінез-құлыққа, оның ішінде адамның роботты визуалды қабылдауына қойылатын талаптарды қоятын адаммен өзара әрекеттесуге арналған. Алайда, жоғарыда аталған міндеттерді орындау үшін қондырғылардың ішінде жүру дағдылары, қолданыстағы инфрақұрылымды пайдалану және бастапқыда адам құрылғыларына арналған басқару қабілеттері қажет. Роботты қамтамасыз ету үшін қажетті жан-жақтылық пен икемділіктің құрылымы мен механикасы адамға мүмкіндігінше жақын болуы керек. Жаяу роботтар класында екі аяқты жүру машинасының бай тарихы бар. 1972 жылы Мәскеу мемлекеттік университетінің механика институты Ришка атты робот моделін жасады. Модельде 2 аяғы және 2 тіреу дөңгелегі болды. Негізгі міндет - адам тәрізді робот жасау болды. Бірақ технологияның жағдайы бізге тұрақты жүрісті ұйымдастыру үшін жеткілікті тез жүйелік тұрақтандыруды жүзеге асыруға мүмкіндік бермеді. Бұл (ESR) осындай талаптарға өте жақын жауап береді және адамның қалыпты жағдайында жұмыс істеуге және қозғалуға қабілетті: кедергілерден өтіп, кедір-бұдырлардан өтіп, баспалдақтармен көтеріліп, есіктерді ашыңыз, тұтқаларды, иінтіректерді, түймелерді және т.с.с. Сондықтан TWLR дерлік бірнеше міндеттерді орындауға қабілетті жалғыз роботты әмбебап типті жүйелер. Бір уақытта жоғары энергия тиімділігі олардың маңызды қасиеті болған кезде тепе-теңдікті сақтай отырып, 31 DSHR қозғалту. Денесі мен екі аяғынан тұратын жалпақ бес буынды механизмді ұсынатын екі аяқты роботтың механикалық-математикалық моделін зерттеу жүргізілді. Аппараттың жүрісі, сонымен қатар адамның жүрісі бір және екі аяқты фазалардың ауыспалы тізбегі болды.
Бір тіреу фазасында құрылғы бір аяққа тіреледі (тіреу), ал екінші аяғы тасымалданады. Екі аяқты фазада ол екі аяққа тіреледі. Бір аяқты қозғалыс баллистикалық (пассивті) болып саналады, яғни бұл қозғалыс инерциямен жүреді. Құрылғыға тек ауырлық күші әсер етеді, және, әрине, тіректің реакциялық күштері. Бірақ механизмнің қосылыстарында (буындарда) кез-келген белсенді әрекеттерді (күштердің сәттері) қолдану екі тірек фазасында жүреді. Адам жүргенде, қосарланған қолдау кезеңі бүкіл сатылы циклдің шамамен 20% құрайды. қарастырылған робот моделінде екі қолдау кезеңі лездік болып саналады [10].
1990 жылдары екі аяқпен жүрудің екі моделі робот құрастырылды: біреуі екі телескопиялық аяқты, екіншісі антропоморфты және оларды басқару алгоритмдері1 ұсынылған әдіске негізделген баллистикалық жүруді басқарды. Соңғы онжылдықта тепе-теңдікті сақтай отырып, DSHR қозғалысының теориялық негіздері зерттелді. Алайда, осы әзірлемелерді қолдану белгілі бір кинематикалық құрылымды және динамикалық сипаттамаларды, сонымен қатар есептеу құралдарын ескере отырып, белгілі бір басқару алгоритмдерінің қолданылуын талдауды қажет етеді.
Нәтижесінде, біз антропоморфты роботтың жүрісін басқаратын жүйені ең әмбебап және көпфункционалды мобильді робот ретінде дамытудың орындылығын айта аламыз. Мұндай жүйені әзірлеу және зерттеу өзекті болып табылады және маңызды ғылыми-техникалық міндет болып табылады.
Бұл жұмыстың мақсаты - тепе-теңдікті сақтай отырып, екі аяқты жүретін роботты тегіс жерде қозғалу алгоритмдерінің тиімділігін арттыру.
1964 жылы Ленинградта Чебышевте екі аяқты машинаның моделі жасалды. 1969 жылдың өзінде-ақ Иширо Като (Жапония) әлемге антропоморфты екенін көрсетті, екі аяқты механизм КСРО-да жасалған модельге негізделген. Дәл осы жылы компания WAP-1 әзірлемесін енгізді. Бұл жерде бұлшықеттердің резеңкеден немесе резеңкеден жасалғандығы және құрылғыны жасанды бұлшықеттерге әсер етуі салдарынан пневматика басқарғаны қызық болды. Бұл қарапайымдылық пен данышпандықты біріктірген жаңашыл идея. Иширо Като Васеда университетіндегі (Токио) гуманоидты зерттеу зертханасының қолдауымен жұмыс істеді. Жапония үшін ең жақсы жылдар емес, 60-шы жылдардың аяғында оның пайда болу фактісі қызықты. Нәтижесі айқын деп айту керек, өйткені Иширо Като заманауи екі аяқты машина тарихының көп бөлігі үшін жауап береді.
1970 жылы WAP-2 жетілдірілген моделі пайда болды. Онда арнайы басқарылатын жетектер жасалды, ал роботтың табанында арнайы қысым датчиктері орнатылды, бұл жағдайды автоматты түрде басқаруға мүмкіндік берді. Онда ендірілген сенсорларға өрмекші роботтар да енеді. 1971 жылы WAP-3 және WL-1 деген екі премьера болды. Олардың екеуі де жүру механизмдерінің тарихында бірдей маңызды. WAP-3 - бұл WAP-2 моделінің 20 жалғасы, бірақ оның алдыңғысынан айырмашылығы, оның алдыңғы ауырлық орталығы болды, бұл сізге тек тегіс беткейде қисаюға және қозғалуға емес, сонымен қатар төмен түсуге көтерілуге мүмкіндік берді. , баспалдақта.
Осылайша, бұл тек көлденең жазықтықта қозғала алмайтын әлемдегі алғашқы робот. WL-1 - бұл шағын компьютер басқаратын модель. Ол WAP3 сияқты ауырлық центрінің алдыңғы жағында орналасқан, бірақ жүру бағытын өзгерте алады, бұл мини-компьютер енгізу арқылы мүмкін болды.
1973 жылы WOBOT-1 жобасы Жапонияда басталды (Ичиро Като). Бұл толықтай жұмыс істейтін антропоморфты роботты құру болды. Басқару жүйелерінен басқа, WABOT-1-де объектілерге дейінгі қашықтықты және оларға бағыттауды бағалауға мүмкіндік беретін кіріктірілген бейне және дыбыстық жүйелер болды. Осылайша, бұл көз және құлақ болған алғашқы робот машиналардың бірі. Сонымен қатар, WABOT-1 сыртқы рецепторлары мен дыбыс шығаратын жүйесі болған (сөйлей алатын). Яғни, алғашқы Android 1973 жылы жасалған.
1980 жылы Иширо Като 16 биттік мини-компьютермен басқарылатын WL-9 DR жасады. Алайда, егер алдыңғы модельдерде әр қадамның ойлау механизмі 45 секундтан артық болса, онда WL-9DR-де бір қадамға бар болғаны он секунд уақыт кетті.
1983 жылы WL-10 моделі пайда болды, бұл төрт жарым секундқа созылған ойлау қадамы. WL-10R моделінде серво механизмдері мен материалдарының жаңа түрлері қолданылды. Робот мүшелерінің еркіндік дәрежесі айтарлықтай қосылды. WL-10R бұрылып, алға-артқа еркін жүре алатын. Жүру тетіктерінің басқа параметрлері шұғыл болды, атап айтқанда еркіндік дәрежесі.
1984 жылы Токио университетіндегі ғалымдар тобы сегіз дәрежелі еркіндікпен жұмыс істейтін екі аяқты жасайды. Алайда, бұл роботта тұрақты ток көзінен тәуелсіз қуат көзі болған.
1985 жылы және WL-10RD құратын кең. Енді the1robot әр қадамға 2-ден 5 секундқа дейін уақыт жұмсайды. Hitachi Ltd. моделімен жұмыс жасағанда: WL-10R оны басқа нұсқада - WHL-11-де (Waseda Hitachi Leg 11) жалғастырады. WHL-11-ге компьютер мен гидравликалық жетек қосылды.
Қазіргі уақытта әртүрлі тапсырмалар кезінде пайдалануға арналған антропоморфты роботтар өте көп, бірақ мен олардың ішіндегі ең жақсыларын, былайша айтқанда, менің үздік 3-ті атап өткім келеді.
1.13 cурет - Эволюция
Олардың біріншісі - Boston Dynamics антропоморфтық робот - Atlas компаниясының дамуы. Компанияның өршіл жобаларының бірі динамикалық гуманоидты роботты - Atlas атты әйгілі роботты құру болды.
Біздің досымыз соңғы жылдары бірнеше қайта құру кезеңдерінен өтті. Әлемдегі ең динамикалық адам тәрізді робот - Atlas - бұл бүкіл дененің қозғалғыштығын шектеуге арналған зерттеу платформасы. Atlas-тің жетілдірілген басқару жүйесі мен заманауи жабдықтар роботқа адам бойындағы ептілікті көрсету үшін күш пен тепе-теңдік береді. Atlas әлемдегі ең ықшам мобильді гидравликалық жүйеге ие. Таңдамалы қозғалтқыштар, клапандар және ықшам гидравликалық қуат блогы Atlas-қа 28 гидравликалық қосылыстың кез-келгеніне жоғары қуаттылықты әсерлі қозғалғыштық ерлігі үшін ұсынады. Boston Dynamics - Массачусетс (АҚШ) компаниясы, оны тек инженерлер біле бермейді. Компания YouTube-тағы екі аяқты және жануарларға ұқсас роботтар секіріп, жүгіріп, тепе-теңдікті сақтап, сальто жасай алатын бейнелерімен танымал [11].
1.14 cурет - ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бұл дипломдық жұмыста екі аяқты адымдаушы платформа құрастырылды. Платформалардың түрлері және оның қолданылуы қарастырылды.
Екі аяқты платформаның тәжірбиелік үлгісі құрастырылды.дипломдық жұмыс барсында роботтың қозғалу принципі мен қолданылу аймақтары негізге алынды.
Бұл жобада гексапод аяғына Proteus Design Suite бағдарламасын пайдалана отырып, кинематикалық сұлбаларды визуализациялау мүмкін болды. Сонымен қатар, SolidWorks бағдарламасында екі аяқты платформаның 3D көрінісінің моделі салынды.
Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімінде өндірістік бөлмедегі электромагниттік өрістерден қорғау және желдеткіштің механикалық ауа алмасуы есептелінді.
Экономикалық бөлімде екі аяқты платформан5ы жасауға кеткен шығындар мен оның экономикалық тиімділігі есептелінді.
Annotation
In this diploma work, a two-legged walking platform was built.The types of platforms and their application are considered. An experimental model of a twotrack platform was developed.the thesis is based on the principles of movement and application o61f the robot.
In this project, it is possible to visualize kinematic schemes using the Proteus Design Suite program by the end of the hexapod. In addition, the SolidWorks program built a 3D representation model of a two-track platform.
In the section life Safety, protection against electromagnetic fields in industrial premises and mechanical air exchange of the fan were calculated.
In the economic part, the costs of creating a two-window platform and its economic efficiency are calculated.
Аннотация
В этой дипломной работе была построена двуногая шагающая платформа. Рассмотрены типы платформ и их применение. Была разработана экспериментальная модель двуногой платформы. В ходе дипломной работы за основу взяты принципы движения и области применения робота.
В этом проекте возможно визуализация кинематических схем с использованием программы Proteus Design Suite. Кроме того, в программе SolidWorks была построена модель 3D-представления двуногой платформы.
Мазмұны
Кіріспе 1
1. Техникалық бөлім 2
1.1 Заманауи Роботтар 2
1.2 Жүру режимін талдау 2
1.3 Қозғалыстағы роботтардың классификациясы 4
2. Конструкторлық бөлім 28
2.1 Solidworks-те манипулятордың 3D моделін құру 28
2.2 Қажетті құрал-жабдықтарды дайындау 30
2.2.1 Микроконтроллерлерді таңдау 30
2.2.2 Shield 34
2.2.3 Сервомоторды таңдау 34
3. Конструкторлық бөлім 38
3.1 Arduino Nano 38
3.2 Ардуино бағдарламалық жасақтамасы 40
3.3 Алгоритм және блок-схема 41
3.3.1 Бағдарламаның өнімділігін Proteus ортасында тексеру 41
3.4 HC-SRO4 ультрадыбыстық датчигі 42
3.5 HC-SR04 ультрадыбыстық диапазоны 44
3.6 Сервопривод құрылғысы 46
3.7 Nano Shield Arduino тақтасына қосу 47
3.8 HC-06 модулі 49
5 Экономикалық бөлім 56
5.1 Жұмыстың негіздемесі мен мақсаты 56
5.2 Жобаның экономиклық тиімділігі 56
5.3 Бағдарламалық жасақтама жасаудың күрделілігі 58
5.4 ӘҚ дамыту шығындарын есептеу 59
5.5 Материалдық шығындар 59
5.6 Электр шығындары 60
5.7 Еңбек ақысы 61
5.8 Әлеуметтік салық 61
5.9 Негізгі құралдардың тозуы 61
5.10 Бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуге арналған шығындар сметасы0 63
5.11 Мүмкіндігін анықтау (келісімшарттық) ӘҚ 64
5.12 Өзін-өзі өтеу мерзімін есептеу 64
Қорытынды 65
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 66
А Қосымшасы 67
Ә қосымшасы 68
Кіріспе
Қазіргі уақытта мобильді роботтар әртүрлі тапсырмалар үшін қолданылады. Олардың тізіміне мыналар кіреді: қоймаға техникалық қызмет көрсету, жүктерді тасымалдау, күрделі немесе қауіпті аймақтарды зерттеу және бақылау, таңдау және барлау. Осы мақсатта ауқымды робот құрылымдары жасалды және зерттелді. Соңғы онжылдықта көптеген аймақтарда жаяу роботтар жиі қолданылады, яғни жоғалған роботтар. Олардың дөңгелекті немесе серпентинді аналогтарының жанында айқын артықшылықтары бар қасиеттері бар.
Қозғалыс модельдерін икемді таңдаудың арқасында жоғалған роботтар біркелкі емес жерлерде қозғалады және қол жетімсіз жерлерге енеді. Сонымен қатар, олар бір немесе бірнеше аяқ-қолды жоғалтқан жағдайларда қозғалыс моделін (тиісті дизайн және басқару алгоритмдерімен) ауыстыру арқылы өз қабілеттерін сақтай алады. Бұл дипломдық жобада өрмекшіге еліктейтін және оның қозғалысын қайталайтын екі жақты робот зерттелді. Мұндай құрылғы роботтар жүретін роботтардың барлық сипаттамаларына ие.
Бұл дипломдық жобада мен дамыған антропоморфтық роботты ғана емес, оны құрастыру бойынша жұмыстардың тізімін, сонымен қатар оның өмірінің қауіпсіздігі мен экономикалық тиімділігін көрсететін мысалдар келтірдім.
Қауіпсіздік бөлімінде алтыбұрышты қадамды роботты әзірлеушіге арналған арнайы жабдықталған бөлменің толық жарықтандыру сипаттамалары мен сипаттамаларының мысалы келтірілген. Бұл дипломдық жобада келесі мәселелер қарастырылды: желіні жобалау жұмыстарын ұйымдастыру және жүргізу
Дипломдық жобаның экономикалық бөлімі де өзіндік ерекшеліктерге ие. Оның ерекшеліктері - бұл әр түрлі тақырыптармен ғана емес, сонымен қатар күтілетін экономикалық тиімділік пен өндіріс шығындарының өзіндік құнын ескере отырып, зерттеулерді экономикалық бағалау әдістерімен қолданылатын есептеулер. Дипломдық жобаның экономикалық бөлімін орындау кезінде қорғаушылар барлық бөлімдер бойынша ақпаратты, алдыңғы тәжірибелерде алынған мәліметтерді және әр түрлі ақпарат көздерін пайдаланады. Сонымен қатар, ол жоғары оқу орындарында оқыту барысында алған білімдерін қолданады. Экономикалық бөлім негізгі бөліммен бір уақытта орындалады және жеке бөліммен аяқталады.
1. Техникалық бөлім
1.1 Заманауи Роботтар
Жарты ғасыр бұрын, роботтар өзінің өмір сүру кезеңінде қарапайым механизмдерден күрделі тиімділікке ие құрылғыларға айналды. Олар көптеген мүмкіндіктер бойынша адамдардың қабілеттерінен асып түсті. Алдағы онжылдықта роботтар ең танымал адам көмекшілеріне айналады65 және өркениет қажеттіліктерінің көп бөлігін алады. Қазіргі кезде роботтардың түрлері өте көп. Сондықтан оларды жіктеудің бірқатар классификациялық нұсқалары бар: мөлшері мен формасы, функциясы бойынша, бағдарлама логикасының типі59 және т.б. Жіктеудің барлық түрлерінің ішіндегі ең маңыздысы - қозғалыс мүмкіндігінше жіктеу. Онда роботтарды екі бөлікке бөлуге болады: қозғалмалы және қозғалмайтын роботтар. Бұл жобада мен қозғалатын роботтарды және оның құрамына кіретін антроморфты роботтарды қарастырдым [1].
Жасалған платформаны манипулятивті жүйе ретінде ұсынуға болады.
Манипулятор - құрал-саймандардың, еңбек заттарының, құрылымдық бірліктер мен элементтердің кеңістіктегі жағдайын басқаруға арналған механизм. Бұл термин ХХ ғасырдың ортасында, атом өнеркәсібіндегі қауіпті объектілерді манипуляциялаудың күрделі механизмдерін қолдануға байланысты пайда болды. Оның негізінде манипуляторлар бірнеше қозғалғыштық дәрежесі бар кеңістіктік механизм болып табылады, олар көптеген салаларда және адам қызметінің әр түрлі салаларында көмекші жұмыстарды орындайды. Манипуляторлар машиналар мен механизмдер теориясының кіші бөлімі болып табылатын манипуляторлар теориясы курсында оқытылады. Тар мағынада манипулятор55 механикалық қол ретінде ұсынылуы мүмкін.
Ғылым мен техниканың даму деңгейінің жоғарылауымен қатар параллель кинематикасы бар тетіктер пайда болды, мысалы, екі аяқты, штативті, квадроподты, гексаподалы және басқалары. Жалпы жіктеуде мұндай объектілерді жаяу жүру машиналары, немесе жаяу машиналар - аяқтың көмегімен жүретін әртүрлі машиналар деп атайды. Орындаудың сындарлы күрделілігіне байланысты олар нақты өмірде әлі де көп таралмаған.
1.2 Жүру режимін талдау
Негізінде адам табиғатты, қозғалыстың басқа түрлерін, оның аралас, әртүрлі комбинациялармен жүруін дамыта алады, яғни жұмыс істейтін механизмдердің құрылысын байланыстыра отырып, өнімділігі жоғары және өнімділігі жоғары көліктік және технологиялық машиналар жасай алады. Табиғаттағы барлық тіршілік иелерінде дөңгелектер емес, тұтқалар жүйесі бар, өйткені тұтқалар жүйесі біркелкі емес жолдардағы дөңгелектерге қарағанда табиғи топырақта қозғалу үшін тиімді. Бұған жүрудің тірек-қимыл аппараты қасиеттері ықпал етеді: кеуде дискреттілігі, 43 яғни қабырға және төменгі аяғындағы жұмыс істемейтін аймақтардың болуы. Бұл жағдайда қабырғалардың дис53крететтілігі деген сөз қозғалтқыштың қозғалыс аймағының бетіндегі жанасуындағы үзіліс. Аяқтың жұмыс аймағы деген сөздің астында дененің айналасындағы кеңістік және кеңістіктің тірек элементтері, жұмыс істеп тұрған қозғалтқыш үшін қол жетімді нүктелердің болуы. Жүру қозғалтқышының бұл қасиеттері жасанды серуендеу қозғалыстарын, үстіңгі тіреу мен профиль өту мүмкіндігін береді. Қалыпты тасымалдау үшін кедір-бұдыр жерлерден басқа, адамдардың өмір сүруіне бейімделген орта: тар жолдар, өткір бұрылыстар, баспалдақтар.
Табиғи нысандарды, олардың мінез-құлқын, хат-хабарларын мұқият зерттемей, ереже бойынша, іс жүзінде қолдануға болатын кез-келген лайықты дизайн жасауға жол берілмейді: мысалы, Табарук орман машиналары, көлік жүйелері зертханасының 56 роботы КСРО Ғылым академиясы. Бұл машиналар дизайнерлердің үмітін ақтай алмады және жәндіктерге тән динамикалық қасиеттерді көрсете алмады. Бұл тұжырымдау тірі организмдердегі қозғалысты басқарудың физиологиялық модельдеріне ұқсас, ал жүру роботтарын құрудың композициялық тұжырымдамасын қарастырған жөн. Бұл институтта ақпарат беру проблемалары бойынша жүргізілген Ресей ғалымдарының зерттеуіне негізделген аналогия. Сондықтан композициялық тұжырымдаманы робототехникадағы биологиялық тәсіл деп санауға болады. Осы тұжырымдамаға сәйкес қозғалыс процесін басқарудың минималды деңгейі тәуелсіз жабық автоматты басқару жүйелерінің (реттегіштердің) ұжымдық4 жұмысының нәтижесі ретінде ұсынылуы мүмкін. Жеке контроллерлермен байланыс жоқ (көлденең сілтемелер). Басқаша айтқанда, жаяу жүргіншілер роботын қарапайым, тәуелсіз автоматтың бірнеше компоненттері бірыңғай автомат ретінде көрсете алады, ал қозғалу процесі осы автоматтың 4 бірлескен әрекетінің нәтижесі болып табылады. Әрбір автомат өзіндік мәселелерді шешеді және осылайша қозғалтқыш процесінің қалыптасуына ықпал етеді.
Әрбір қарапайым машина автоматты басқару жүйесі болып табылады және тек бір байланысты, яғни сілтемені басқарады. Сонымен қатар, аяқтың қозғалу циклінің әр түрлі кезеңдерінде бірнеше түрлі контроллерлер бөлек Ассоциацияны басқара алады. Барлық аяқтардың бірдей буындары қозғалыс параметрлерінің бірін басқарады. Мысалы, қадам ұзындығы роботтың биіктігіне, корпусына, байланыстырушы бетіне немесе роботтың жылдамдығына қатысты 13-ке қатысты. Роботтың барлық бөліктерін басқару параллельді түрде жүзеге асырылады. Бұл басқару жүйесінің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Басқа автоматты машиналардың әрекеттері экологиялық наразылық тудыратын әрекеттер ретінде жеке машиналарға әсер етеді. Реттеуші ретінде машиналардың мақсаты қарсылықтарды қайтару болып табылады. Автоматты реттеумен кері байланыс тізбегінде қолданылатын, сондай-ақ басқа автоматтандырылған құрылғылар туралы ақпаратты қамтитын шығыс сигналының сенсорлық жүйесі. Бұл басқа машина, ол басқа сенсорлық жүйелер машинасының жұмысына кері әсер етеді, сонымен қатар кез-келген арналар арасындағы байланысты реттеуші болып табылады. Бұл жағдайда бір машинаның сыртқы ортасы басқа машиналардан және жалпы роботтың сыртқы ортасынан тұрады. Қажетті желі параметрлері роботты басқарудың жоғары деңгейлі жүйесін басқарады және ырғақты қозғалыс кезінде тұрақты болады.
Жүру роботтарының мәселелеріне арналған бұл тәсіл локомотив процесін басқаруды жеңілдетеді және оны тартымды етеді. Автоматтандыруға арналған сенсорлық жүйелер мәселелерін қарастыра отырып, жаяу жүретін роботтар, яғни жүретін роботтар ассамблеясында ұсынылған тәсілді енгізу арқылы анықталады. Бұл мәселе сенсорлық жүйеге біріктірілген сенсорлар жиынтығын қолдану арқылы шешілді, олар әрбір инсульт параметрін өлшеуге қабілетті [2].
1.3 Қозғалыстағы роботтардың классификациясы
Мобильді роботтар дөңгелекті, ұшатын және жүретін роботтарға бөлінеді.
Жаяу жүретін роботтар, өз кезегінде, екі аяқты, төрт аяқты, алты аяқты және одан да көп аяқты болып бөлінеді. Сіз орындайтын мақсаттар мен міндеттерге байланысты сіз екі топқа бөлуге болады:
а) өндіріс 44 роботтары;
б) зерттеу сатысының робот-әзірлеушілері.
Ауыр, бір ретті, зиянды және қауіпті физикалық жұмысты орындауға арналған. Мұндай роботтардың ерекшелігі - автоматты басқару қондырғыларының болуы (адамның қолының қозғалысын имитациялайтын манипуляторлар, шассидің әртүрлі типтерімен жүретін машиналар және т.б.).
Өз кезегінде өндірістік роботтар бірнеше түрге бөлінеді:
- индустриялық;
- құрылыс;
- ауыл шаруашылығы;
- көлік;
- тұрмыстық;
- әскери.
Өнеркәсіптік роботтар - бұл манипулятор роботтары, яғни манипулятор мен атқарушы органдарға қажетті қозғалысты көрсетуге, басқару әрекеттерін орындауға, қайта бағдарламалауға, қайта бағдарламалауға мүмкіндік беретін басқару құрылғысынан тұратын автоматты құрылғы. Ол өндірістік қондырғыларды жылжыту және әртүрлі технологиялық операцияларды орындау үшін қолданылады. Басқаша айтқанда, бұл роботтар негізінен әр түрлі салаларда қолмен және көліктік операциялардың барлық түрлерін автоматтандыруға арналған.
Ядролық кезеңнің басталуы өндірісте қолданылатын манипуляторлардың пайда болуына да ықпал етті. 1947 жылы АҚШ-та Р.Герц бастаған аргон ұлттық зертханасының қызметкерлер тобы радиоактивті материалдарды тасымалдауға және адам операторының қозғалысын қайталауға арналған алғашқы автоматтандырылған Электромеханикалық манипулятор жасады. Мұндай манипуляторларды қолдана отырып, ешқандай кері байланыс физикалық байланысты қамтамасыз ете алмайтындығына байланысты, кілтті гайканы бұру немесе элементтердің бетіне дұрыс орналастыру қиынға соқты. Алайда, 1948 жылы Дженерал Электрик компаниясы ыңғайлы адаммен (ағылш. Handy Man) осындай кері байланыс орнатып, көшірме манипуляторын жасады. Ол манипуляторды операторлар, манипуляторлар объектіні ұстай алатын күшке жету үшін қолдана алды [3].
Алғашқы роботтар құрыла бастады 69 сөзбе-сөз мағынада, 1950 жылдардың ортасында, Америка Құрама Штаттарында. 1954 жылы американдық инженер Дж. П. DeVol айнымалы перфокарталарды қолданып тиеу-түсіру манипуляторын басқаруға жақындады және объектілерді тасымалдауға арналған бағдарламаланатын құрылғыға, яғни өндірісте қолданылатын роботқа патенттік өтінім жіберді (DeVol патенті 1961 жылы шығарылды).
1956 жылы Дж. Энгельбергпен бірге әлемдегі алғашқы өндірістік роботтар шығаратын компания құрылды. Оның атауы Unimation (ағылш. Unimation), яғни Әмбебап автоматика - бұл автоматтандырудың әмбебап терминінің аббревиатурасы.
Қазіргі әлемде бірде-бір сала, салмағы мен көлеміне қарамастан, аксессуарларсыз және жүк түсірусіз бола алмайды. Робот өнімді құрылғыға өзі орната алады. Бір робот бірнеше машинамен әрекеттесе алады.
Енді роботтар персоналдың құнын барынша азайтуға мүмкіндік береді. Бұл тек басып шығарумен жұмыс немесе пешті пайдалану сияқты қарапайым функциялар туралы емес. Роботтар қиын жағдайда үлкен салмақты көтере алады, бірақ олар тірі адамға қарағанда шаршамайды және аз уақыт жұмсайды.
Мысалы, құю және соғу өндірісінде адамдардың жағдайы айтарлықтай қиын. Өндірістің бұл түрі роботтандыру бойынша фильм түсіруден кейін үшінші орынды алады. Қазір барлық еуропалық құю өндірістері автоматты жүйенің өндірістік роботтарымен жабдықталған. Кәсіпорында роботты енгізу құны жүз мың долларды құрайды.
Металл, ағаш немесе пластикалық бұрғылау, жиектерді өңдеу және роботты фрезерлеу үшін оңай жұмыс. Нақты және берік манипуляторлар бұл тапсырмаларды өте оңай орындай алады. Жұмыс аймағы шектелмейді, тек кеңейтілген осьті немесе бірнеше басқарылатын осьтерді орнатқанда үлкен икемділік пен жоғары жылдамдық беріледі. Адам мұны бұлай жасай алмайды.
1.1 сурет - Өнеркәсіптік роботтар
Өнеркәсіптік робототехниканың одан әрі өсуі компьютерлердің, электрониканың дамуымен және роботтардың негізгі тұтынушылары - автомобильдер нарығындағы компаниялардың кеңеюімен байланысты болды. Генерал Моторстың 80 жылдық мерейтойы автоматтандыруға 40 миллиард доллардан астам қаражат салды. Негізгі робот нарығы - көптеген компаниялар орналасқан Жапонияның ішкі нарығы: Фудзи, Денсо, Эпсон, Фанук, Интеллектуалды Актуатор, Кавасаки, Начи, Яскава, Нидек, Кавада. 1995 жылы әлемде пайдаланылған 700000 роботтың 500000-ы Жапонияда жұмыс істеді.
Құрылыс роботтары құрылыс бизнесіне тән органикалық, көмекші және негізгі, қолмен байланысты көптеген операцияларды автоматтандырады. Құрылысты роботтандыру - бүгінгі күннің өзекті мәселесі (1. 2-сурет). Ғалымдар, инженерлер мен сәулетшілер миллиондаған адамдардың арманын жүзеге асыруға жақындады.
Олар құрылыс жұмыстарын адамның қатысуынсыз орындай алады және қашықтан басқарылатын машиналар, яғни роботтар жасай алады. Бұл жақын арада ескі, қараусыз қалған үйлердің орнына қарапайым халықты қол жетімді және ыңғайлы, абаттандырылған көп қабатты үйлер мен құрылыстармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Болашақта роботтар екі қабатты үйдің корпусын бір күнде жинап, қондырғының құнын бес есеге төмендетеді деп күтілуде [4].
Осы керемет машиналар мен роботтарды жасауды әлемнің әртүрлі елдеріндегі бірнеше ғылыми топтар бір уақытта жүзеге асырады. Олар: Лос-Анджелестегі Оңтүстік Калифорния Университетінің зерттеушілері, Ұлыбританиядағы Лофборо Университетінің Инженерлік мектебінің мамандары, Петра Новиков пен Саша Джокич бастаған Ресейдегі Минибуилдер жобасындағы бөлшектер 11 басқалары.
1.2 сурет - Құрылыс роботтары
Ауылшаруашылық робот немесе агробот - бұл ауылшаруашылық мақсатта қолданылатын робот.
Ауылшаруашылығында роботтардың негізгі қолданылуы егін жинау кезеңі болып табылады. Тракторлар спрей роботтары, жемістер мен жидектерді жинауға арналған автономды роботтар және жалпы адам еңбегін алмастыруға арналған роботтар, қой жүнін қырқу. Ауылшаруашылығы басқа салалардан айырмашылығы, роботтарды қолданады және біршама артта қалады. Ақыр соңында, ауыл шаруашылығымен байланысты жұмыс түрлері, қарапайым және көптеген қайталанатын тапсырмалар әрдайым бірдей бола бермейді. Көп жағдайда тапсырманы бастамас бұрын бірқатар факторларды ескеру керек (мысалы, жиналатын жемістердің саны мен түсі). Роботтарды өсіру, жырту, суару, суару және бақылау сияқты егін шаруашылығында пайдалануға болады
Тағы бір айта кететін жайт, роботтарды малды сауу, жуу және жабу үшін пайдалануға болады.
Осылайша, ауылшаруашылық роботтары ауыл шаруашылығындағы тиімді және бір ретті процестерді автоматтандыруға арналған. Қазіргі уақытта мұндай роботтардың қарқынды дамуының басталуы ауылшаруашылық өндірісін роботтандырудың басталуымен белгіленді(Cурет 1.3).
Дамыған елдер мобильді және стационарлы роботтарды кеңінен қолдану негізінде пилотсыз автоматтандырылған ауыл шаруашылығына көшу үстінде. Бұл өнімділіктің жоғарылауына әкеледі, ал рентабельділікті жақсартады, бұл өнімнің өзіндік құнын төмендетеді. Роботтар жер өңдеу, ұрықтандыру, тұқым себу, отырғызу, мал сауу, жүн қырқу, азықтандыру, ет пен балықты сойып алу және т.б. түрлі операцияларды орындай алады.
Ауылшаруашылық машиналарының жүргізушілерін ауыстыру үшін басқарусыз басқару үшін бағдарламалық-аппараттық жүйелерді пайдалану материалдардың артық жұмсалуын азайтады, сонымен қатар жерді дәл өңдеудің арқасында өнімділікті жоғарылатады.
1.3 сурет - Ауылшаруашылық роботтары
Көлік роботтары әртүрлі көлік құралдарын басқаруды автоматтандыруға арналған. Бұл роботтар, олар өздігінен жүретін арбаларды, серуендеуге арналған құрылғыларды және көлік құралдарын, сондай-ақ ұшу құрылғыларын басқара алады (1.4 сурет).
Портативті өндірістік роботтар (PP) жер немесе еден және үрлемелі, яғни аспалы болып бөлінеді. ТТ жүктерді тасымалдау әдісімен келесідей анықталады: - жүктерді манипулятормен немесе арнайы жабдықталған байлау құрылғысын пайдалану арқылы тасымалдау; - тасымалдау құрылғыларын қажетті мөлшерде сүйреуге арналған, өз кезегінде өз бетінше немесе манипулятормен қозғала алмайтын арнайы жабдықталған байлау құрылғысы арқылы жүк тасымалдау:
- жүк көтеретін жүктер (мысалы, жүк платформалары).
Функционалды тұрғыдан тасымалдаушы тек жүктерді тасымалдауды қамтамасыз ететін белгілі бір өндірістік операцияларды орындайды (технологиялық қондырғыларға техникалық қызмет көрсетуді, бөлшектердің мөлшері мен салмағын және т.б. анықтайды). Бақылау әдістеріне сәйкес тасымалдаушылар төрт кіші топқа бөлінеді:
- қолмен басқару; бұл жағдайда қозғалыс параметрлерін тағайындауды және таңдауды жүргізуші жүзеге асырады. Тасымалдаушы PR менеджмент жүйесінің көрсетілген параметрлерін енгізуді және қолдауды қамтамасыз етеді;
- тасымалдаушы барлық операциялар кешенін орындайтын, басқарудың тәуелсіз жүйесіне ие өндірістік роботта автономды басқаруға арналған, қозғалыс параметрлерін тағайындау және таңдау; барлық қозғалыс параметрлері (жылдамдық, жол, тоқтау және т.б.) басқару құрылғысына сыртқы қозғалыспен, сырттан келетін сигналдармен көрсетіледі; ол сигнал беру, байланыс немесе байланыссыз әдіспен жүзеге асырылады;
- басқару құрылғысы ДК-де орнатылған, кіріс сигналдарын шифрлайды және жеке басқарулар үшін командалар мен басқару әрекеттерін жасайды;
-байланысты басқару жүйелерімен басқарылатын қозғалыс параметрлерінің әртүрлі әдістерін жүзеге асыру мүмкіндігі. RR, ақаулар мен қауіпсіздікті, өзгеретін еңбек жағдайларына бейімделуді, дамыған ақпараттық жүйемен жабдықталған, қатаң бағдарламаланған және бейімделген, сыртқы жағдайларға бейімделген бөліседі.
1.4 cурет -Көлік pоботтаpы
Бүгінгі таңда робототехника барлық негізгі салаларда кең өріс алып келеді және көбінесе адам өмірінің әртүрлі салаларында жүзеге асырылуда.
Егер бұрын роботтар конвейер өндірісінде қайталанатын операциялар қажет болатын зауыттардағы адамдарды алмастыру арқылы өздерінің рөлін атқара алатын болса, енді роботтар адамдарға қазіргі мәселелерді шешуге, олардың уақыты мен күшін үнемдеуге көмектесу үшін әр үйде пайда болатын уақытқа келді.
Адамдарға күнделікті өмірде көмектесуге келетін тұрмыстық роботтар үлкен танымалдылыққа ие болуда. Бұл таңқаларлық жағдай емес. Себебі роботтардың түрлері жылдан-жылға көбейіп келеді. Қазірдің өзінде бұл шаңсорғыштар, көгалдар, терезе тазалағыштар, бассейн тазалағыштар, тіпті қарды тазартатын роботтар.
Айтпақшы, 2007 жылы Билл Гейтс осы технологиялық бағыттың маңыздылығына үлкен назар аударып, әр үйде робот мақаласын жариялады. Бұл мақалада ол роботтарды енгізудің, яғни болашақтың арқасында қоғамға ашылатын перспективаларды көрсетті [5].
Сондықтан да болар, адамзат тұрмыстық роботтар мен тұрмыстық роботтарды жасауда үлкен жетістіктерге жетуде. Олар адамның өмірі мен сферасына байланысты операцияларды автоматтандыруға негізделген. Бұл дәстүрлі автоматтарға қарағанда икемді және жан-жақты жүйелерді қажет етеді. Жоғарыда айтылғандай, бұл роботтар үй жұмыстарын орындай алатындай болуы керек (1.5 cурет), ыдыс-аяқ пен кір киімдерді жуу, еденді сүрту, әртүрлі ыдыс-аяқтарды пісіру және т.б.
1.5 cурет -Үй роботтары
Тұрмыстық роботтардың қатарына қозғалыстарға, тірі организмдердің әрекеттеріне (кейде, кейбір эмоция) әкелетін робот ойыншықтар да кіруі мүмкін (1.6 cурет).
1.6 cурет -Робот ойыншықтар
Әскери роботтар (жауынгерлік роботтар) - әскери жағдайларда t77o мүмкін емес жағдайларда адамның өмірін немесе мүгедектігін сақтайды, оны ауыстыру үшін қол жетімсіз жерлерде әскери мақсатта қолданады. Қазіргі уақытта әскери роботтардың бірнеше түрі бар.
Бұл пилотсыз ұшатын немесе қашықтықтан басқарылатын ұшақтар, суасты құрылғылары және жер үсті кемелері, роботтар-миналар (роботтар-минералдар), роботтарды зарарсыздандыратын шахталар (роботтар-саперлер), роботтар-барлаушылар және патрульдік роботтар (сурет 1.7).
Жауынгерлік роботтар адамды бөліп немесе толықтай алмастыра алатын роботтар, атропоморфтық әрекеттер, тек автоматтандырылған құрылғылар ғана емес, сонымен қатар ауада да, суда да әрекет ете алатын роботтар болып саналады.
Қазіргі уақытта көптеген роботтар телепрезенттік құрылғылар болып табылады. Әскери стильдегі роботтардың көпшілігі, жалпы алғанда, барлық роботтардың аз ғана бөлігі, белгілі бір тапсырмаларды операторлардың көмегінсіз автоматты түрде орындай алады.
Әскери роботтар (жауынгерлік роботтар) - әскери жағдайларда t77o мүмкін емес жағдайларда адамның өмірін немесе мүгедектігін сақтайды, оны ауыстыру үшін қол жетімсіз жерлерде әскери мақсатта қолданады. Қазіргі уақытта әскери роботтардың бірнеше түрі бар.
Бұл пилотсыз ұшатын немесе қашықтықтан басқарылатын ұшақтар, суасты құрылғылары және жер үсті кемелері, роботтар-миналар (роботтар-минералдар), роботтарды зарарсыздандыратын шахталар (роботтар-саперлер), роботтар-барлаушылар және патрульдік роботтар (сурет 1.7).
Жауынгерлік роботтар адамды бөліп немесе толықтай алмастыра алатын роботтар, атропоморфтық әрекеттер, тек автоматтандырылған құрылғылар ғана емес, сонымен қатар ауада да, суда да әрекет ете алатын роботтар болып саналады.
Қазіргі уақытта көптеген роботтар телепрезенттік құрылғылар болып табылады. Әскери стильдегі роботтардың көпшілігі, жалпы, барлық роботтардың аз ғана бөлігі, белгілі бір тапсырмаларды операторлардың көмегінсіз автоматты түрде орындай алады.
1910 жылы Огайодан келген жас американдық әскери инженер Чарльз Кеттеринг ұшақтарды адамның көмегінсіз пайдалануды ұсынды. Оның пікірінше, сағат механизмімен басқарылатын құрылғы берілген жерге жеткенде қанаттарын төмен түсіріп, жауға бомба сияқты түсіп кетуі керек. АҚШ армиясынан қаржы алғаннан кейін, ол әртүрлі жетістіктерге қол жеткізді және The Cattering Aerial Torpedo, Kettering Bug немесе Bug деп аталатын бірнеше құрылғыны сынақтан өткізді. Бірақ олар әдетте ұрыс кезінде ешқашан қолданылмаған [6].
1931 жылы Сталин жопарадағы танктерге үміт артқан әскерлерді қайта құру жоспарын бекітті. Осыған байланысты ұрыс кезінде радиорелей, қашықтағы телетанкалар салынды, экипажсыз жұмыс істеді. Бұл Т-26 сериясындағы цистерналар, ТТ (телетанкілер типі), басқару цистерналары (экипажсыз танктер тобын басқару).
1940 жылдардың басында Қызыл Армия 61 радиоактивті танкпен қаруланған. Бұл машиналар алғаш рет кеңес-фин соғысы кезінде қолданылған. Мұнда Т - 26 цистернасы негізінде құрылған бұзушы танк өздігінен ерекшеленеді.
1948 жылы Америка Құрама Штаттары AQM - 34 пилотсыз аппаратын жасады. Ол 1951 жылы ұшақтың алғашқы ұшқышы болды. Сол жылы ұшқышсыз ұшақ жаппай өндіріске шығарылды.
1959 жылы С.Лавочкиннің конструкторлық бюросы La-17R ұшқышсыз ұшақ шығарды.
Вьетнам соғысы кезінде АҚШ әскери-әуе күштері Firebi және найзағай пакеті пилотсыз ұшу аппараттарын белсенді қолданды.
1971 ж. Наурызында КСРО Министрлер Кеңесі Төралқасының Комиссиясы ұшқышсыз ұшақ жасау туралы шешім қабылдады.
1979 жылы КГБ-ның талабы бойынша Боуман техникалық университетінде жарылғыш заттарды бейтараптандыруға арналған жеңілдігі жоғарылатылған күрделі робот - MRK - 01 құрылды.
АҚШ армиясынан қаржы алғаннан кейін, ол әртүрлі жетістіктерге қол жеткізді және The Cattering Aerial Torpedo, Kettering Bug немесе Bug деп аталатын бірнеше құрылғыны сынақтан өткізді. Бірақ олар әдетте ешқашан ұрыс кезінде қолданылмаған.
1979 жылы С.Лавочкиннің конструкторлық бюросы La-17R ұшқышсыз ұшақ шығарды.
1.7 сурет -Әскери роботтар
1.8 сурет - Толықтай автономды әскери роботтар
Зерттелетін объектілер туралы ақпаратты табу, жинау, өңдеу және беру үшін зерттеу роботтары қолданылады (1.9 сурет).
1.9 сурет - Зерттеу роботтары
Нысандарға ғарыш, планета беті, су асты кеңістігі, жерасты қуыстары (шахталар, үңгірлер және т.б.), Арктика мен Антарктика, шөлдер, ластанған және адамдар қол жетімді емес жерлер кіруі мүмкін.
Механикалық манипуляторлардың пайда болуы, содан кейін бағдарламалау жүйелері (сандық бағдарламалық басқаруды қосқанда), өндірістік роботтарды құру, яғни басқарылатын манипуляторлар үшін әр түрлі операциялардың орындалуы бағдарламалық жасақтаманың құрылуына әкелді [7].
Адамзат әрқашан күнделікті өмір мен жұмысты мүмкіндігінше жеңілдетуге тырысты. Осы эволюция барысында робот машиналары класы пайда болды және онымен бірге бүкіл бағыт - робототехника пайда болды. Бұл пән ең белсенді дамыған елдердің бірі - Жапония. Әзірлеушілер роботтарды өндірістік мақсатта ғана емес, күнделікті өмірде де қолдануды жоспарлап отыр. Ғалымдар үй роботтары алдағы онжылдықта smartph29ones пайдалану сияқты қарапайым болады деп үміттенеді.
Ғылым мен техниканың даму деңгейінің жоғарылауымен қатар параллель кинематикасы бар механизмдер, мысалы штатив, квадропод, гексапод және т.б. Жалпы жіктеуде мұндай объектілерді жаяу жүргіншілер деп атайды, немесе жаяу жүретін машиналар - аяқтарымен жүретін әртүрлі машиналар. Орындаудың дизайндық күрделілігіне байланысты олар нақты өмірде үлкен үлестірілімге қол жеткізе алмай отыр.
Дөңгелекті және шынжыр табанды көлік құралдарымен салыстырғанда жаяу жүргіншілер көліктің көбеюімен сипатталады. Мұндай механизмдер инерция күштерінің әсерін төмендетіп, позициялаудың жақсарған қысқа мерзімді қайталануын қамтамасыз етеді. Мұндай механизмдер құрылымға негізделген паук тәрізді жәндіктер. Жаяу жүру жолдарын құрудағы басты проблема - баға-өнімділік коэффициенті (жүру жылдамдығын қоса алғанда), сондай-ақ жеткілікті энергияны қажет ететін және ықшам энергия көздерінің және жүру аяқтарына арналған жоғары жылдамдықты жетектердің болмауы. Алайда, бұл уақытта әлемде толыққанды жаяу жүргінші машиналарын жасау қазірдің өзінде жасалуда.
Маша МГУ 1969 ж. Алты аяқты роботының сыртқы түрі көрсетілген (сурет 1.10).
1.10 сурет - алты аяқты робот Маша 1969 ж.
Табиғи объектілерді көшіру туралы манипуляторлар теориясына дейін, әдетте, ол тәжірибеде қолдануға болатын жұмыс жасайтын құрылымдар жасауға мүмкіндік бермеді. Әлемде алғашқылардың бірі болып жүру аппараттары өткен ғасырдың 70-жылдарында Мәскеу мемлекеттік университетінің Механикалар институтында құрылды, гексапод. Бұл құрылғы өте тартымды Маша атауын алды, ол машина алты аяқты деген сөздің қысқасы.
Роботтың прототипі неміс тарақаны типіндегі қызыл тарақан болды. Тараканның жүрісін видеоға түсіру. Таракан бұрышқа орнатылған шыны түтікке орналастырылды және реактивті пайдаланып, тараканның қозғалу бағытын басқарды. Бейнекамераға жазылған тәжірибе. Содан кейін кадрларды кадрлар бойынша жазу орындалды. Осылайша, таракандардың жүрісінің негізгі түрі үш-үш жүріс екендігі анықталды. Таракан әрқашан олардың арасында тіреу үшбұрышын құрайтын үш лапқа сүйенеді, олардың ішінде дененің ауырлық орталығы орналасқан. Бұл жүріс тұрақтылық мәселесін едәуір жеңілдетеді, өйткені роботтың үш аяғындағы тірегі тұрақты болып шығады [8].
Маша роботының аяқ-қолында үш еркіндік дәрежесі бар және оларды беріліс қорабы арқылы үш тұрақты қозғалтқыш басқарады. Аяқтар бір-біріне қатысты аяқ буындарының айналу бұрыштарын өлшейтін позициялық датчиктермен жабдықталған. Робот басқару жүйесі иерархия қағидаты бойынша құрылған. Бұл жүйе дененің қозғалысы мен жүрудің негізгі параметрлер сипаттамаларын орнататын робот операторының (немесе толқындық оператордың) командалары бойынша құрылғының қозғалысын автоматты түрде бейімделуімен робот операторына (немесе толқындық операторға) әсер ететін басқару әсерін жасайды (мысалы, артқа, бүйірге, алға, утурға т.б. жүру).
Маша пайда болғаннан кейін АҚШ пен КСРО арасындағы технологиялық жарыс басталды. Машаға 1 жауап ретінде АҚШ алты аяқты роботтың жүру нұсқасын ұсынды. 10 жылдан аз уақыт өткеннен кейін Еуропада жаяу жүретін машиналар пайда бола бастады, бірақ осы уақыт аралығында Маша уақытты анықтайтын робот болып қала берді.
1985 жылы Жапония КСРО-дан чемпионатты ала алды. Токио Токио технологиялық институтына тиесілі Titan III және Titan ij-дің жапондық дамуы жасанды интеллектпен жабдықталған жүру механизмдерінің ішінде бірінші болып табылады. Бұл оларға қарапайым кедергілерді жеңуге мүмкіндік берді. TITAN IV 1985 жылы Цукубадағы ғылыми көрменің үкіметтік павильонында алты ай бойы мен 3 деңгейлік қиындықтарға бөлінген бетімен 40 шақырым жүрдім. Бұл роботтың салмағы 160 килограммды құрады, ал бір аяқтың ұзындығы (барлығы алты адам болған) ұзындығы шамамен 1,2 м. роботтың әсерлі мөлшері 40 см с дейін жылдамдықты дамытты. Титан IV сол кездегі көптеген серуендейтін роботтардың прототипі болды [9].
TITAN IV серуендеу роботтары тәжірибеден өту үшін, мысалы, алыс рельефтерді, планеталарды, елдер аралық трафикті және т.с.с. зерттеу үшін әзірленді. Сол жылы Порт-Харбордағы робототехника зертханасы төрт жыл бойы Aquarobot зерттеуімен дамыды. (1985-1989), ол теңізді терең зерттеу үшін қолданылды.
Егер жаяу жүру тетіктері тек платформа плюс аяқ-қолдар тұрғысынан қарастырылмаса, онда сіз олардың көптеген түрлерін таба аласыз, мысалы, медицинада. 1948 жылы Н.А.Берштейн-ресейлік профессор электр жетегімен жабдықталған аяқтың қаңқасын имитациялайтын протездеуі бар адамды бейнелеген. Бұл идеяны протездеу институты қолдады, бірақ соғыстан кейінгі қиындықтармен оған оны дамытуға мүмкіндік берілмеді. Қазірдің өзінде 60-шы жылдары General Electric компаниясы (Жапония) толыққанды экзоскелет ұсынды.
Патенттік іздеу жаяу роботтардың екіден көп аяғы бар роботтарының оннан астам модельдерін ұсынады, олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері мен мақсаты бар.
Мысалы, Табержек компаниясының орман машинасы, КСРО Ғылым академиясының робот-көлік жүйелері зертханалары, жүру машинасы ASV (АҚШ), саяхаттауға арналған, мобильді Ambler роботы (АҚШ), NASA құрастырған; жүретін робот MECANT, Хельсинки университетінде жасалған технология; Plustech - фин машинасы, орман шаруашылығына арналған. (сурет 1.11)
1.11 cурет - Робот түрлері
a -MSV, b-Ambler, c-plus tech, d-Mechant
1995 жылы Жапонияда төрт аяқты Aranho Robot роботы жасалды. Әрбір лап - бұл үш байланыстырушы механизм, оның ұштарында көптеген металл ілмектері бар дискілер орналасқан. Робот тік қабырға бойымен төмен, солға, оңға қарай теріс бағыттаусыз және құрылымы біркелкі емес жоғары бағытталған қимылдар жасады. Сыртқы түрі 1.12 суретте көрсетілген.
1.12 cурет -Aranho роботының сырт келбеті
Бірақ серуендейтін екі аяқты роботтарға қайта оралыңыз.
Қазіргі кезде әлемдік ғылым үшін екі аяқты жүру роботтарын (TLWR) дамыту басым бағыттағы ғылыми-техникалық бағыт болып табылады, онда зерттеулер белсенді түрде жүргізілуде, көптеген ғылыми мақалалар жарияланды, олардың мақсаты антропоморфты роботтарды құруды ынталандырады апат немесе апат аймағында адамды ауыстыруға қабілетті және оларды басқару алгоритмдері.
Үй тапсырмасының антропоморфтық көмекшілері мен промоутерлері белгілі бір талаптарды қоятын адаммен, соның ішінде қауіпсіздік пен әлеуметтік мінез-құлыққа, оның ішінде адамның роботты визуалды қабылдауына қойылатын талаптарды қоятын адаммен өзара әрекеттесуге арналған. Алайда, жоғарыда аталған міндеттерді орындау үшін қондырғылардың ішінде жүру дағдылары, қолданыстағы инфрақұрылымды пайдалану және бастапқыда адам құрылғыларына арналған басқару қабілеттері қажет. Роботты қамтамасыз ету үшін қажетті жан-жақтылық пен икемділіктің құрылымы мен механикасы адамға мүмкіндігінше жақын болуы керек. Жаяу роботтар класында екі аяқты жүру машинасының бай тарихы бар. 1972 жылы Мәскеу мемлекеттік университетінің механика институты Ришка атты робот моделін жасады. Модельде 2 аяғы және 2 тіреу дөңгелегі болды. Негізгі міндет - адам тәрізді робот жасау болды. Бірақ технологияның жағдайы бізге тұрақты жүрісті ұйымдастыру үшін жеткілікті тез жүйелік тұрақтандыруды жүзеге асыруға мүмкіндік бермеді. Бұл (ESR) осындай талаптарға өте жақын жауап береді және адамның қалыпты жағдайында жұмыс істеуге және қозғалуға қабілетті: кедергілерден өтіп, кедір-бұдырлардан өтіп, баспалдақтармен көтеріліп, есіктерді ашыңыз, тұтқаларды, иінтіректерді, түймелерді және т.с.с. Сондықтан TWLR дерлік бірнеше міндеттерді орындауға қабілетті жалғыз роботты әмбебап типті жүйелер. Бір уақытта жоғары энергия тиімділігі олардың маңызды қасиеті болған кезде тепе-теңдікті сақтай отырып, 31 DSHR қозғалту. Денесі мен екі аяғынан тұратын жалпақ бес буынды механизмді ұсынатын екі аяқты роботтың механикалық-математикалық моделін зерттеу жүргізілді. Аппараттың жүрісі, сонымен қатар адамның жүрісі бір және екі аяқты фазалардың ауыспалы тізбегі болды.
Бір тіреу фазасында құрылғы бір аяққа тіреледі (тіреу), ал екінші аяғы тасымалданады. Екі аяқты фазада ол екі аяққа тіреледі. Бір аяқты қозғалыс баллистикалық (пассивті) болып саналады, яғни бұл қозғалыс инерциямен жүреді. Құрылғыға тек ауырлық күші әсер етеді, және, әрине, тіректің реакциялық күштері. Бірақ механизмнің қосылыстарында (буындарда) кез-келген белсенді әрекеттерді (күштердің сәттері) қолдану екі тірек фазасында жүреді. Адам жүргенде, қосарланған қолдау кезеңі бүкіл сатылы циклдің шамамен 20% құрайды. қарастырылған робот моделінде екі қолдау кезеңі лездік болып саналады [10].
1990 жылдары екі аяқпен жүрудің екі моделі робот құрастырылды: біреуі екі телескопиялық аяқты, екіншісі антропоморфты және оларды басқару алгоритмдері1 ұсынылған әдіске негізделген баллистикалық жүруді басқарды. Соңғы онжылдықта тепе-теңдікті сақтай отырып, DSHR қозғалысының теориялық негіздері зерттелді. Алайда, осы әзірлемелерді қолдану белгілі бір кинематикалық құрылымды және динамикалық сипаттамаларды, сонымен қатар есептеу құралдарын ескере отырып, белгілі бір басқару алгоритмдерінің қолданылуын талдауды қажет етеді.
Нәтижесінде, біз антропоморфты роботтың жүрісін басқаратын жүйені ең әмбебап және көпфункционалды мобильді робот ретінде дамытудың орындылығын айта аламыз. Мұндай жүйені әзірлеу және зерттеу өзекті болып табылады және маңызды ғылыми-техникалық міндет болып табылады.
Бұл жұмыстың мақсаты - тепе-теңдікті сақтай отырып, екі аяқты жүретін роботты тегіс жерде қозғалу алгоритмдерінің тиімділігін арттыру.
1964 жылы Ленинградта Чебышевте екі аяқты машинаның моделі жасалды. 1969 жылдың өзінде-ақ Иширо Като (Жапония) әлемге антропоморфты екенін көрсетті, екі аяқты механизм КСРО-да жасалған модельге негізделген. Дәл осы жылы компания WAP-1 әзірлемесін енгізді. Бұл жерде бұлшықеттердің резеңкеден немесе резеңкеден жасалғандығы және құрылғыны жасанды бұлшықеттерге әсер етуі салдарынан пневматика басқарғаны қызық болды. Бұл қарапайымдылық пен данышпандықты біріктірген жаңашыл идея. Иширо Като Васеда университетіндегі (Токио) гуманоидты зерттеу зертханасының қолдауымен жұмыс істеді. Жапония үшін ең жақсы жылдар емес, 60-шы жылдардың аяғында оның пайда болу фактісі қызықты. Нәтижесі айқын деп айту керек, өйткені Иширо Като заманауи екі аяқты машина тарихының көп бөлігі үшін жауап береді.
1970 жылы WAP-2 жетілдірілген моделі пайда болды. Онда арнайы басқарылатын жетектер жасалды, ал роботтың табанында арнайы қысым датчиктері орнатылды, бұл жағдайды автоматты түрде басқаруға мүмкіндік берді. Онда ендірілген сенсорларға өрмекші роботтар да енеді. 1971 жылы WAP-3 және WL-1 деген екі премьера болды. Олардың екеуі де жүру механизмдерінің тарихында бірдей маңызды. WAP-3 - бұл WAP-2 моделінің 20 жалғасы, бірақ оның алдыңғысынан айырмашылығы, оның алдыңғы ауырлық орталығы болды, бұл сізге тек тегіс беткейде қисаюға және қозғалуға емес, сонымен қатар төмен түсуге көтерілуге мүмкіндік берді. , баспалдақта.
Осылайша, бұл тек көлденең жазықтықта қозғала алмайтын әлемдегі алғашқы робот. WL-1 - бұл шағын компьютер басқаратын модель. Ол WAP3 сияқты ауырлық центрінің алдыңғы жағында орналасқан, бірақ жүру бағытын өзгерте алады, бұл мини-компьютер енгізу арқылы мүмкін болды.
1973 жылы WOBOT-1 жобасы Жапонияда басталды (Ичиро Като). Бұл толықтай жұмыс істейтін антропоморфты роботты құру болды. Басқару жүйелерінен басқа, WABOT-1-де объектілерге дейінгі қашықтықты және оларға бағыттауды бағалауға мүмкіндік беретін кіріктірілген бейне және дыбыстық жүйелер болды. Осылайша, бұл көз және құлақ болған алғашқы робот машиналардың бірі. Сонымен қатар, WABOT-1 сыртқы рецепторлары мен дыбыс шығаратын жүйесі болған (сөйлей алатын). Яғни, алғашқы Android 1973 жылы жасалған.
1980 жылы Иширо Като 16 биттік мини-компьютермен басқарылатын WL-9 DR жасады. Алайда, егер алдыңғы модельдерде әр қадамның ойлау механизмі 45 секундтан артық болса, онда WL-9DR-де бір қадамға бар болғаны он секунд уақыт кетті.
1983 жылы WL-10 моделі пайда болды, бұл төрт жарым секундқа созылған ойлау қадамы. WL-10R моделінде серво механизмдері мен материалдарының жаңа түрлері қолданылды. Робот мүшелерінің еркіндік дәрежесі айтарлықтай қосылды. WL-10R бұрылып, алға-артқа еркін жүре алатын. Жүру тетіктерінің басқа параметрлері шұғыл болды, атап айтқанда еркіндік дәрежесі.
1984 жылы Токио университетіндегі ғалымдар тобы сегіз дәрежелі еркіндікпен жұмыс істейтін екі аяқты жасайды. Алайда, бұл роботта тұрақты ток көзінен тәуелсіз қуат көзі болған.
1985 жылы және WL-10RD құратын кең. Енді the1robot әр қадамға 2-ден 5 секундқа дейін уақыт жұмсайды. Hitachi Ltd. моделімен жұмыс жасағанда: WL-10R оны басқа нұсқада - WHL-11-де (Waseda Hitachi Leg 11) жалғастырады. WHL-11-ге компьютер мен гидравликалық жетек қосылды.
Қазіргі уақытта әртүрлі тапсырмалар кезінде пайдалануға арналған антропоморфты роботтар өте көп, бірақ мен олардың ішіндегі ең жақсыларын, былайша айтқанда, менің үздік 3-ті атап өткім келеді.
1.13 cурет - Эволюция
Олардың біріншісі - Boston Dynamics антропоморфтық робот - Atlas компаниясының дамуы. Компанияның өршіл жобаларының бірі динамикалық гуманоидты роботты - Atlas атты әйгілі роботты құру болды.
Біздің досымыз соңғы жылдары бірнеше қайта құру кезеңдерінен өтті. Әлемдегі ең динамикалық адам тәрізді робот - Atlas - бұл бүкіл дененің қозғалғыштығын шектеуге арналған зерттеу платформасы. Atlas-тің жетілдірілген басқару жүйесі мен заманауи жабдықтар роботқа адам бойындағы ептілікті көрсету үшін күш пен тепе-теңдік береді. Atlas әлемдегі ең ықшам мобильді гидравликалық жүйеге ие. Таңдамалы қозғалтқыштар, клапандар және ықшам гидравликалық қуат блогы Atlas-қа 28 гидравликалық қосылыстың кез-келгеніне жоғары қуаттылықты әсерлі қозғалғыштық ерлігі үшін ұсынады. Boston Dynamics - Массачусетс (АҚШ) компаниясы, оны тек инженерлер біле бермейді. Компания YouTube-тағы екі аяқты және жануарларға ұқсас роботтар секіріп, жүгіріп, тепе-теңдікті сақтап, сальто жасай алатын бейнелерімен танымал [11].
1.14 cурет - ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz