ИЗВЕСТИЯ ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Рассматриваются конструктивные особенности, принцип движения и система управления лабораторной установки «автономный мобильный робот». Движение робота по расположенной горизонтально или под углом направляющей осуществляется за счет согласованного системой управления перемещения линейного привода относительно двух опорных втулок, периодически фиксируемых на направляющей.

В статье представлена математическая модель динамики движений манипулятора параллельно-последовательной структуры с дополнительной пассивной связью, сформированная с помощью уравнений Лагранжа 2-го рода. Расчетная схема манипулятора представляет электромеханическую систему с четырьмя степенями свободы и состоит из четырех твердых тел, совершающих вращательные движения вокруг неподвижной оси, плоскопараллельное и пространственное движения. Приводятся результаты решения первой задачи динамики: определяются управляющие силы, необходимые для выполнения программных перемещений звеньев манипулятора.

Задача инкрементальной формовки рассматривается как задача создания в материале заготовки локальных напряжений, соответствующих пределу текучести для этого материала, и последующему перемещению инструмента, обеспечивающему деформацию материала в требуемом направлении. В статье описывается моделирование напряжений, возникающих при односторонней и двухсторонней инкрементальной формовке. Компьютерная модель включает в себя заготовку и один или два стержня. Стержни в процессе моделирования перемещаются вдоль своих осей, создавая давление на материал заготовки, а также по траектории, которая обеспечивает придание заготовке нужной формы. Расчет напряжений и деформаций выполнялся на основе метода конечных элементов. Показано уменьшение необходимого перемещения инструмента и уменьшение зоны пластической деформации по сравнению с односторонней формовкой. Оба этих фактора способствуют улучшению точности формируемой детали.

Разработан алгоритм классификации и слежения за объектом. Алгоритм основан на использовании нейронной сети YOLOv5 для высокоточной классификации объектов в реальном времени. Разработана программная реализация алгоритма на базе языка программирования Python и библиотеки OpenCV. В ходе исследования была проведена отладка программы и оптимизация ее работы для повышения производительности и точности системы. Оценка технического решения показала, что разработанная система значительно улучшает точность и скорость обработки данных на конвейерной линии, а также обеспечивает адаптивность к изменениям в производственном процессе.

Проведен обзор машин и роботов для удаления сорняков в рядках. Разработана конструкция автоматизированного культиватора. Обоснованы конструктивные размеры культиватора. Описана система управления автоматизированным блоком.

Рассматривается задача обоснования наличия горизонтального участка направляющих трассы подводной роботизированной транспортной системы, а также оценка его протяженности. Движение системы обеспечивается изменением плавучести вследствие циклического наполнения и сброса сжатого воздуха из понтонов, при этом скорость системы может снижаться вплоть до нулевых значений. При включении в трассу горизонтальных участков и использовании сразу нескольких понтонных робототехнических платформ, соединенных жесткой кинематической связью, возможно добиться плавного безостановочного и безрывкового перемещения платформ по направляющим.

В статье проводится критическая оценка и обобщение современных методов планирования траекторий, разработанных для шагающих роботов. Сравниваются методы, основанные на оптимизации (в том числе смешанно-целочисленной); нейронных сетях; графах; вариационном исчислении и случайной выборке.

Рассматривается задача глушения подводных аварийных скважин углеводородов методом установления заглушки с помощью робототехнического комплекса на основе якорно-тросовых движителей. Разработан проект экспериментальной установки, позволяющей определить усилие, действующее на заглушку в зависимости от ее расположения относительно скважины. Предложена аналитическая зависимость величин усилия от расстояния между заглушкой и скважиной и ее угловым положением относительно оси скважины. Описана методика проведения эксперимента и алгоритм обработки экспериментальных данных.

В работе исследуется возможность реализации алгоритмов адаптивного движения для роботизированной платформы-понтона с якорно-тросовым движителем путем использования математической модели и нейросетевых технологий.

Рассматриваются кинематические параметры движения четырехногого робота-собаки на основе адаптивного генератора походок. Анализируются возможности адаптивного генератора походок (кинематического планировщика) для реализации движения робота в различных направлениях, в повороте и изменении положения корпуса. Решается обратная задача, с определением программных перемещений приводов в шагающих движителях. Адаптивный генератор может быть использован в системах управления роботом-собакой для синтеза заданного программного движения корпуса робота.

В работе описано применение метода оптимального управления электроприводами для реконфигурируемых устройств различного назначения. Представлено решение частного случая управления малогабаритным адаптивным захватным устройством в заданное время.

Перенос грузов с помощью тросовых устройств широко распространен во многих отраслях - строительной, складской, транспортно-логистической и тому подобных. Перспективным направлением является использование нескольких приводов для перемещения тела по определенной заданной траектории. В работе рассматривается один из примеров группового управления тросовыми движителями при плоском перемещении объекта.