ВНЕДРЕНИЕ ПЛАТФОРМЫ ГЬЮ-СТЮАРТА В КАЧЕСТВЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО ЗВЕНА БИОИНСПИРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ “CHUITS”

Аннотация

Цель работы заключается в разработке механики биоинспирированного робота-змеи через внедрение платформы Гью-Стюарта, предназначенного для диагностики и обследования труднодоступных мест, таких как трубопроводы и шахты.
Материалы и методы: В проекте использованы методы 3D-печати для создания модульной конструкции робота, а также сервоприводы с доработанной задней крышкой. Управление движениями робота осуществляется с помощью Wemos D1 mini и модуля PCA9685. Программное обеспечение имитирует движения змей для адаптации к разным условиям среды.
Итоги работы: Разработан модернизированный робот способный передвигаться по трубам различного диаметра, маневрировать в узких пространствах и эффективно адаптироваться к изменениям рельефа.
Выводы: Разработанная система обладает высокой гибкостью, маневренностью и энергоэффективностью. Улучшения узлов соединения позволят повысить устойчивость и адаптивность робота.
Области применения: Робот может быть использован для диагностики трубопроводов, обследования промышленных объектов и в аварийных службах.

 

Цель проекта

Исследование и разработка биоинспирированной робототехнической системы на основе модульной структуры, в которой каждое звено представляет собой миниатюрную платформу Гью-Стюарта, обеспечивающую пространственное управление положением и ориентацией звеньев, для повышения адаптивности и точности биомиметического движения.

Задачи

1. 1. Анализ биомеханики и создание модели: Исследование типов змеиного движения и формализация ключевых параметров (амплитуда, длина волны) для построения обобщенной математической модели управления.  
2. 2. Разработка кинематической схемы звена: Проектирование платформы Гью-Стюарта, включая определение ее геометрии и решение обратной задачи кинематики для расчета длин штанг.  
3. 3. Создание и интеграция конструктивных элементов: 3D-моделирование и печать платформ и шарниров, а также механическая и программная интеграция сервоприводов Dynamixel с системой управления на базе OpenCM.  
4. 4. Разработка алгоритмов управления: Создание программной архитектуры для трансляции высокоуровневых команд ("волна", "гармошка") в синхронизированные циклические алгоритмы управления приводами.  

5. Испытания и сравнительный анализ: Оценка устойчивости, маневренности и скорости прототипа в сравнении с предыдущей версией робота.

Авторы проекта

Тьюторы