Проблемы машиностроения и надежности машин, 2020, № 4, стр. 68-75

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С МЕХАНИЗМОМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НА МАГНИТНЫХ ГУСЕНИЧНЫХ ДВИЖИТЕЛЯХ

В. В. Серебренный 1, Д. В. Лапин 1*, А. А. Мокаева 1

1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Москва, Россия

* E-mail: lapindv@bmstu.ru

Поступила в редакцию 11.12.2019
Принята к публикации 27.03.2020

Аннотация

В статье рассмотрена динамика вновь разработанного мобильного робота с механизмом вертикального перемещения на магнитных гусеничных движителях. С учетом анализа современных решений в области роботов вертикального перемещения была предложена оригинальная кинематическая схема движения механизма вертикального перемещения, позволяющая реализовать ряд критических преимуществ по сравнению с текущими схемами. Проведенные натурные эксперименты доказали эффективность заложенных в конструкцию теоретических решений. Разработанный робот вертикального перемещения может быть использован в качестве платформы сервисного оборудования для обслуживания и диагностики сложных металлоконструкций, в том числе в экстремальных условиях – корпуса кораблей, мостовые и доковые конструкции.

Ключевые слова: робот вертикального перемещения, гусеничный движитель, магнитное зацепление, механизм подвески

DOI: 10.31857/S0235711920040136

Список литературы

  1. Shen W. Proposed wall climbing robot with permanent magnetic tracks for inspecting oil tanks / W. Shen, Gu J., Shen Y. // IEEE International Conference Mechatronics and Automation. IEEE, 2005. V. 4. P. 2072.

  2. Tâche F. Adapted magnetic wheel unit for compact robots inspecting com-plex shaped pipe structures / Tâche F., Fischer W., Moser R., Mondada F., & Siegwart R. // IEEE/ASME international conference on advanced intelligent mechatronics. IEEE, 2007. P. 1.

  3. Tavakoli M. OmniClimbers: Omni-directional magnetic wheeled climbing robots for inspection of ferromagnetic structures/ M. Tavakoli, C. Viegas, L. Marques, J.N. Pires, J.N., A.T. De Almeida // Robotics and Au-tonomous Systems. 2013. V. 61. № 9. P. 997.

  4. Pupkov K.A., Kovalchouk A.K., Kulakov B.B. Usage of Biological Prototypes for Kinematical Scheme Construction of Modern Robots // IFAC Proceedings Volumes. 2009. V. 42. № 4. P. 1838.

  5. Kulakov D.B. et al. Hydraulic bipedal robots locomotion mathematical modeling // Procedia Engineering. 2015. V. 106. P. 62.

  6. Yudin A., Semyonov M. Distributed Control System for a Mobile Robot: Tasks and Software Architecture // International Conference on Research and Education in Robotics. Springer, Berlin, Heidelberg. 2011. P. 321.

  7. Kozov A.V., Volosatova T.M., Vukolov A.Y. Structural Obstacle Recognition Method and Its Application in Elevated Terrain Objects Search // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2018. P. 1.

  8. Volodin S.Y., Mikhaylov B.B., Yuschenko A.S. Autonomous robot control in partially undetermined world via fuzzy logic // Advances on Theory and Practice of Robots and Manipulators. Springer, Cham, 2014. P. 197.

  9. Faal S.G. Design and Analysis of a Robotic Duct Cleaning System: – Sharif University of Technology, International Campus, Kish, 2011.

  10. Chu B. et al. A survey of climbing robots: Locomotion and adhesion // International journal of precision engineering and manufacturing. 2010. V. 11. № 4. P. 633.

  11. Eich M. et al. A robot application for marine vessel inspection // Journal of Field Robotics. 2014. V. 31. №. 2. P. 319.

  12. Eich M., Vögele T. Design and control of a lightweight magnetic climbing robot for vessel inspection // 19th Mediterranean Conference on Control & Automation (MED). IEEE. 2011. P. 1200.

  13. Fan J. et al. An underwater robot with self-adaption mechanism for cleaning steel pipes with variable diameters // Industrial Robot: An International Journal. 2018. V. 45. № 2. P. 193.

  14. Fondahl K. et al. A magnetic climbing robot for marine inspection services // Proceedings of the 11th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. Technische Universit at Hamburg-Harbur, 2012. P. 92.

  15. Tâche F. et al. Adapted magnetic wheel unit for compact robots inspecting complex shaped pipe structures // IEEE/ASME international conference on advanced intelligent mechatronics. IEEE, 2007. P. 1.

  16. Wang X. et al. Optimum dynamic modeling of a wall climbing robot for ship rust removal // International Conference on Intelligent Robotics and Applications. Springer, Berlin. Heidelberg. 2009. P. 623.

  17. Kermorgant O. A magnetic climbing robot to perform autonomous welding in the shipbuilding industry // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2018. V. 53. P. 178.

  18. Tavakoli M. et al. OmniClimbers: Omni-directional magnetic wheeled climbing robots for inspection of ferromagnetic structures // Robotics and Autonomous Systems. 2013. V. 61. № 9. P. 997.

  19. Yanqiong F., Libo S. Design and analysis of modular mobile Robot with magnetic wheels. 2008.

  20. Zhang Y. et al. Design and optimization of magnetic wheel for wall and ceiling climbing robot // 2010 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation. IEEE. 2010. P. 1393.

  21. Fondahl K. A magnetic climbing robot for marine inspection services / K. Fondahl, M. Eich, J. Wollenberg, F. Kirchner // Proceedings of the 11th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. – Technische University at Hamburg-Harbur, 2012. P. 92.

  22. Zhang Y. Design and optimization of magnetic wheel for wall and ceiling climbing robot / Y. Zhang, T. Dodd, K. Atallah, I. Lyne // 2010 IEEE International Conference on Mechatronics and Automa-tion. IEEE, 2010. P. 1393.

  23. Аверьянов Е.В. Основные аспекты создания отечественных технологических мобильных роботов вертикального перемещения / Под ред. Е.В. Аверьянов, Б.Б. Коваленко, А.В. Кос-тин, Е.И. Пелепас, Ю.В. Подураев, С. Ф. Яковлев // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 8. С. 23.

Дополнительные материалы отсутствуют.