Студент ЧелГУ сконструировал прототип змееподобного робота для работы в стесненных пространствах

Студент математического факультета Челябинского государственного университета Игорь Пестерев создал с применением 3D-печати рабочий прототип трехзвенного змееподобного робота. Конструкция рассчитана на эксплуатацию в условиях, где использование колесных или гусеничных платформ затруднено, либо невозможно — в узких проходах, трубопроводах, завалах, на неровных поверхностях.

Научным руководителем проекта выступила заведующая кафедрой вычислительной механики и информационных технологий ЧелГУ Марина Плеханова, сообщает пресс-служба вуза. Подобные устройства востребованы при проведении поисково-спасательных операций, инспекции труднодоступных объектов, а также в образовательных и экспериментальных целях.

В ходе работ проведен аналитический обзор существующих способов передвижения змееподобных роботов, разработана конструктивная схема трехзвенного механизма, построена математическая модель движения с последующим численным моделированием в среде Python, спроектированы и изготовлены методом 3D-печати детали экспериментального образца, а также создана система управления на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi.

Программно реализованы три режима движения — продольное, поперечное и поворот на месте. Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность разработанного прототипа и корректность функционирования системы управления, при этом в ходе испытаний зафиксированы расхождения между реальным поведением робота и результатами математического моделирования, вызванные влиянием сил трения, неровностей опорной поверхности и конструктивными особенностями. Полученные данные определят направления дальнейшей модернизации устройства.

«Идея возникла из интереса к мобильной робототехнике и альтернативным способам передвижения роботов. В отличие от традиционных колесных платформ, змееподобные механизмы способны перемещаться в ограниченном пространстве и преодолевать препятствия за счет изменения конфигурации своего корпуса. Для исследования этих принципов был выбран трехзвенный робот как сравнительно простая, но показательная конструкция, позволяющая изучать основные закономерности такого типа движения», — рассказал Игорь Пестерев.

Разработанный прототип может применяться для обследования узких и труднодоступных пространств, инспекции трубопроводов, кабельных каналов и технологических коммуникаций, проведения поисково-спасательных работ в условиях завалов, а также в качестве испытательного стенда для отработки новых алгоритмов управления.

В настоящий момент проект завершен в рамках дипломной работы. Планируется продолжение исследований, направленных на уточнение математической модели, совершенствование конструкции и расширение функциональных возможностей робота.

Источник: Челябинский государственный университет

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru