АЛГОРИТМ РУХУ АВТОНОМНОГО РОБОТА – ГЕКСАПОДА ДЛЯ ПЕРЕМІЩЕННЯ У ВУЗЬКИХ ЗАМКНУТИХ ПРОСТОРАХ

Автор(и)

  • Ілля Платов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», приладобудівний факультет, Україна
  • Олексій Павловський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», приладобудівний факультет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2754-8856

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.61(1).2021.237103

Ключові слова:

крокуюча платформа, вентиляційний канал, контроль технічного стану, алгоритми керування, гексапод, статична стійкість, матриця, сервоприводи, діагностика, квадропод, адаптивне керування

Анотація

У статті запропоновано застосування крокуючого робота - гексапода для його використання для контролю технічного стану вентиляційних шахт, технічних сухих каналів, замкнутих просторів тощо. Особливістю даного типу роботів є підвищена прохідність, порівняно з гусеничними або колісними машинами, завдяки конструкції та можливості долати нерівності. Також, порівняно з існуючими конструкціями, гексапод може бути повністю автономним і не залежати від стаціонарного джерела живлення. У свою чергу, побудова крокуючих роботів вимагає розробки складних алгоритмів руху, які значно відрізняються, порівняно з колісними або гусеничними рухомими пристроями, тому що, крім керування кінцівками, що приводяться до руху сервоприводами, обчислювальному ядру необхідно обробляти інформацію від датчиків. Ці датчики надають інформацію як, власне, про положення самого робота, так і про оточуючі об’єкти, тобто датчики відстані, дотику, відеокамери, акселерометри, гіроскопи та ін.

В роботі висвітлюються розробки, що застосовуються на сьогодні, проте аналіз існуючих алгоритмів крокуючих роботів показав відсутність таких для використання робота в вузьких і замкнутих просторах, вентиляційних шахтах, сухих технічних каналах і т.п. У зв'язку з цим був розроблений алгоритм, який частково закриває цю прогалину. Особливістю даного алгоритму є простота практичної реалізації, а також безпека конструкції робота в процесі його роботи, тому що врахована необхідність підвищеної статичної стійкості, внаслідок модифікації матриці положення стану кінцівки третім станом, який надає можливість враховувати початкове положення, або запам'ятовувати стан кінцівок, із якого надалі можна продовжити рух із довільного стійкого положення. Окрім цього, алгоритм можна застосовувати не тільки для роботів із шістьома кінцівками, а і для інших видів рухомих крокуючих платформ, оскільки запропонований варіант дозволяє проводити тестування та калібрування будь-якого типу ходи на кожній ітерації кроку.

Надалі, на розробленому макетному зразку планується протестувати запропонований алгоритм не тільки при переміщенні робота по горизонтальних поверхнях, але і по вертикальних, що є важливою складовою для запропонованої сфери застосування.

Біографія автора

Олексій Павловський , Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», приладобудівний факультет

к.т.н.,  доцент каф. ПСОН

Посилання

E.I. YUrevich, Osnovy robototekhniki: Uchebnoe posobie, 4-e izd., pererab. i dop., SPb:BHV-Peterburg, 2017. (In Russian)

Ofіcіjnij sajt Boston Dynamics [Online]. Available: https://www.bostondynamics.com/

Robot-pauk Hexa «vygulivaet» komnatnye rasteniya na solnce. [Online]. Available: https://gagadget.com/science/38806-robot-pauk-hexa-vyigulivaet-komnatnyie-rasteniya-na-solntse/#!

Kraulery, roboty VTD. [Online]. Available: http://robotrends.ru/robopedia/kraulery-polzayushie-roboty

V.G. Gradeckij, M.YU. Rachkov, Roboty vertikal'nogo peremeshcheniya. Moskva, RF: Tip. Min. Obrazovaniya RF, 1997. (In Russian)

B. B. V. L. Deepak, M. V. A. R. Bahubalendruni, & B. B. Biswal, «Development of in-pipe robots for inspection and cleaning tasks», International Journal of Intelligent Unmanned Systems, vol. 4, no. 3, рр. 182–210, 2016.

S. Krenich, M. Urbanczyk, Six-legged walking robot for inspection tasks. Solid State Phenomena, vol. 180, pp. 137-144, 2012.

S. G. Udovenko, «Nechetkoe upravlenie avtonomnym mobil'nym robotom s podkreplyaemym obucheniem», Sistemi obrobki іnformacії, no. 8(145), pp. 56-62, 2016. (In Russian)

A. Cully, J. Clune, D. Tarapore, et al. «Robots that can adapt like animals», Nature, vol. 521, pp. 503–507, 2015. DOI: 10.1038/nature14422

E. V. Poezzhaeva, «Algoritm upravleniya shagayushchego robota pri diagnostike i remonte trudnodostupnyh uchastkov zhilyh i proizvodstvennyh pomeshchenij», Molodoj uchenyj, no. 1 (105), pp. 203-205, 2016. (In Russian)

P. Ramdya, R. Thandiackal, R. Cherney, et al. «Climbing favours the tripod gait over alternative faster insect gaits», Nat Commun, vol. 8, 14494, 2017. DOI:10.1038/ncomms14494

S. I. Savin, L. YU. Vorochaeva, «Metody upravleniya dvizheniem shagayushchih vnutritrubnyh robotov», Cloud of Science, vol. 5, no. 1, pp. 163–195, 2018. (In Russian)

V.V. Lapshin, Mekhanika i upravlenie dvizheniem shagayushchih mashin, Moskva, RF: MGTU im. N.E. Baumana, 2012. (In Russian)

V.V. Lapshin «Ob ustojchivosti dvizheniya shagayushchih mashin», Mashinostroenie i komp'yuternye tekhnologii. no. 6, 2014. (In Russian)

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30

Як цитувати

[1]
І. Платов і О. Павловський, «АЛГОРИТМ РУХУ АВТОНОМНОГО РОБОТА – ГЕКСАПОДА ДЛЯ ПЕРЕМІЩЕННЯ У ВУЗЬКИХ ЗАМКНУТИХ ПРОСТОРАХ», Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 61(1), с. 61–68, Чер 2021.

Номер

№ 61(1) (2021)

Розділ

АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА ІНТЕЛЕКТУАЛІЗАЦІЯ ПРИЛАДОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторське право на публікацію залишається за авторами.

Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»  як на видавця.

Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.

 Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.

Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.