АНАЛІЗ СХЕМОТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ПРИ ВИБОРІ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДЛЯ КРОКУЮЧОГО РОБОТА-ГЕКСАПОДА

Автор(и)

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

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.63(1).2022.260648

Ключові слова:

гексапод, понижуючий перетворювач, сервопривод, акумулятор, схемотехнічне рішення, джерело живлення, ШІМ-контролер, мікроконтролер, транзистор, мікросхема, коефіцієнт корисної дії

Анотація

У даній роботі розглядаються перетворювачі постійного струму для їхнього використання у системі живлення крокуючого робота – гексапода. Проблема перетворення енергії роботів такого класу є актуальною, оскільки від якості перетворення залежатиме час їхньої автономної роботи, що, у свою чергу, є важливим фактором, який впливає на спектр сфер застосування робота. Важливу роль у цьому, окрім джерел живлення, відіграє перетворюючий пристрій. Чим менші втрати він забезпечить у процесі експлуатації робота, тим довше робот зможе переміщуватися у просторі та виконувати корисну роботу.

У зв'язку з цим був проведений аналіз існуючих схемотехнічних рішень - від найпростіших варіантів перетворювачів, побудованих на дискретних компонентах, до більш складних із застосуванням спеціальних мікросхем. На основі аналізу були виділені переваги та недоліки різних типів перетворювачів, безпосередньо для їх використання в системі живлення крокуючого робота – гексапода.

Серед основних типів перетворювачів було виділено понижуючі, оскільки їх сучинник видатності вищій, ніж у підвищуючих. Крім цього, аналіз типів перетворювачів показав, що лінійні перетворювачі мають нижчий сучинник видатності, порівняно з імпульсними. У зв'язку з цим основний акцент у роботі зроблено саме на імпульсні перетворювачі.

З останніх були виділені перетворювачі, побудовані з застосуванням спеціальних мікросхем, розроблених для їх використання у перетворювачах, оскільки порівняно з рештою схемотехнічних рішень, вони дозволяють отримати стабільний струм і напругу в широких діапазонах, крім цього мають можливість їх регулювання, що дозволяє легко тестувати на макеті робота різні сервоприводи без заміни перетворювача. Завдяки високим значенням вихідного струму для розробленого макета можна обійтися одним перетворювачем, що здешевлює та спрощує конструкцію загалом.

Посилання

. I. Platov, O. Pavlovskyi, D. Pivtorak, “Koncepcіya stvorennya kerovanih avtomatizovanih krokuyuchih platform z chotirma kіncіvkami”. Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 59 (1), pp. 79-86. 2020 DOI:10.20535/1970.59(1).2020.210023 (In Ukrainian)

. I. Platov, O. Pavlovskyi, “Movement algorithm of an autonomous robot-hexapod for moving in narrow closed spaces”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 61(1), pp. 61–68, 2021. DOI:10.20535/1970.61(1). 2021.237103

. PCA9685 [Online]. Available: https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/PCA9685.pdf

. I. Platov, O. Pavlovskyi, “Geksapod dlya dіagnostiki skladnih sporud ta іnzhenernih obyektіv. Sistema zhivlennya”, na XVI Vseukraynska naukovo-praktichna konferencіya studentіv, aspіrantіv ta molodih vchenih. Efektivnіst ta avtomatizacіya іnzhenernih rіshen v priladobuduvannі, Kyiv, Ukraina: zbіrnik prac konferencіy. KPІ іm. Іgorya Sіkorskogo, pp. 37-41. 2020. (In Ukrainian)

. I. Platov, O. Pavlovskyi, “Sistema zhivlennya krokuyuchogo geksapoda”, in The X International Science Conf. Topical issues, achievements and innovations of fundamental and applied sciences, March 09 – 12, Lisbon, Portugal, 2021, pp. 331-336. (In Ukrainian)

. R. W. Erickson, “DC–DC Power Converters”, in Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, J. G. Webster, Ed., 2007. DOI:10.1002/047134608X.W5808.pub2.

. DC/DC-preobrazovateli: principy raboty i unikal'nye resheniya Maxim Integrated. [Online]. Available: https://www.compel.ru/lib/134297 (In Russian)

. Stabilizatory KREN142 fiksirovannogo polozhitel'nogo napryazheniya. [Online]. Available: https://static.chipdip.ru/lib/491/DOC001491784.pdf (In Russian)

. XL4016 Datasheet. [Online]. Available: https://datasheetspdf.com/pdf-file/839856/Xlsemi/XL4016/1

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-07-04

Як цитувати

[1]
І. Платов, О. Павловський, і Ю. Павловська, «АНАЛІЗ СХЕМОТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ПРИ ВИБОРІ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДЛЯ КРОКУЮЧОГО РОБОТА-ГЕКСАПОДА», Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 63(1), с. 77–81, Лип 2022.

Номер

№ 63(1) (2022)

Розділ

АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА ІНТЕЛЕКТУАЛІЗАЦІЯ ПРИЛАДОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 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.