Warszawa, 22 marca 2016r. Koło Naukowe

Warszawa, 22 marca 2016r.
Koło Naukowe Konstruktor
Mała pula – opis merytoryczny projektu.
Projekt ma na celu skonstruowanie Taktycznego Robota Kroczącego, pozwalającego na
eksploracje budynków i terenów trudnodostępnych dla człowieka. Głównym założeniem jest
wyeliminowanie udziału człowieka w sytuacjach zagrażających zdrowiu lub wystąpienia
przeszkód, podczas rozpoznania terenu operacyjnego. Ze względu na sprawne poruszanie się
w wybranych warunkach postawiono za cel skonstruowanie autonomicznego sześcionożnego
robota kroczącego, którego układ kończyn powinien pozwalać na pokonywanie schodów i
płaszczyzn o wysokim nachyleniu. Z założenia robot powinien mieć możliwość pokonania
przewężeń niemożliwych do pokonania przez czołgającego się człowieka, z czego wynikają
niewielkie rozmiary konstrukcji. Dodatkowo wpłynie to pozytywnie na dyskrecję
przeprowadzanych działań oraz szybkość reakcji na gwałtowne zmiany otoczenia.
W czasie procesu konstrukcyjnego okazało się istotne zapewnienie wystarczającej mocy
obliczeniowej pozwalającej na płynne prowadzenie obliczeń bez udziału zewnętrznej jednostki
obliczeniowej. Obecnie dostępne na rynku mikrokontrolery w znacznej części nie zapewniają
wystarczającej mocy obliczeniowej oraz bezpośredniej obsługi serwomechanizmów
wykorzystywanych do napędu kończyn. Wybrany układ sześcionożny pozwala na zachowanie
większej stabilności w stosunku do innych powszechniej stosowanych układów (dwunożne,
czteronożne), mimo iż takie rozwiązanie pociąga za sobą ograniczenie dynamizmu konstrukcji.
Zwiększenie stabilności konstrukcji w połączeniu z trójdzielnym modelem nogi skutkuje
zwiększeniem używanych serwomechanizmów. Przekłada się to bezpośrednio na wybór
źródła zasilania mikrokontrolera (ze względu na możliwości sterowania serwomechanizmów
przez ograniczone specyfikacją wyjścia modulacji PWM).
Wzorując się na istniejących rozwiązaniach konstrukcyjnych wybrano do realizacji koncepcję
trójczęściowej kończyny inspirowanej odnóżami owadów. Zastosowanie trzech przegubów
umożliwia dowolne usytuowanie kończyny w przestrzeni i zapewnienie odpowiedniego
oparcia. Kształtowanie części odnóży metodą druku trójwymiarowego umożliwi
przeanalizowanie wielu rozwiązań konstrukcyjnych przy niewielkim nakładzie pracy i środków.
Alternatywą jest wykonanie poszczególnych części z giętej blachy wzmocnionej wypełnieniem
poliuretanowym. Obydwa rozwiązania zapewniają dobry stosunek wytrzymałości do masy
oraz bieżące dostosowywanie wymiarów do różnych typów serwomechanizmów
bezpośrednio w trakcie prac rozwojowych.
Wybór najlepszego układu wzajemnych położeń przegubów sterowanych zależeć będzie od
zaobserwowanych właściwości ruchu dwóch prototypów zbudowanych w oparciu o różne
schematy połączeń serwomechanizmów. Zastosowanie podzespołów o powtarzalnych
właściwościach wyeliminuje niepożądany wpływ na zmianę dynamiki robota. Jedynie
odmienne modele ruchu wynikające ze zmienionej kolejności usytuowania
serwomechanizmów decydować będą o ostatecznym kształcie konstrukcji.
Technologia użyta do bezprzewodowej komunikacji robota z operatorem zapewniać będzie
wysoką stabilność połączenia na relatywnie duże odległości. Używane pasmo przekazywać
będzie informacje o aktualnym położeniu robota w przestrzeni wraz ze szczegółowymi danymi
z czujników odległości, ultradźwiękowych, akcelerometrów, mikrofonów oraz swobodnie
poruszanych kamer.
Dofinansowanie będzie wykorzystane na budowę dwóch robotów z odmiennym ułożeniem
serwomechanizmów w kończynach. Dzięki temu możliwe będzie porównanie parametrów
ruchu robota takich jak: szybkość, płynność, a także precyzja.