
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Система управления мобильным роботом

Работа №	139775
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	электротехника
Объем работы	81
Год сдачи	2023
Стоимость	4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	40

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
Введение 7
1 Анализ рынка и актуальности изделия 14
2 Выбор способа ориентации в пространстве 19
3 Разработка структурной схемы 24
4 Способ связи между узлами платформы 35
4.1 Выбор способа связи между микроконтроллером и
микрокомпьютером 35
4.2 Подготовка протокола связи между микроконтроллером и
микрокомпьютером 37
4.2.1 Символьная передача отклонения 38
4.2.2 Непосредственная передача отклонения 41
5 Разработка электрической схемы соединений 44
6 Разработка конструкции 47
7 Разработка управления исполнительными механизмами 49
7.1 Разработка алгоритма управления для символьной передачи
отклонения 49
7.2 Разработка алгоритма управления для непосредственной передачи
отклонения 58
8 Экономическая эффективность 65
Заключение 66
Список используемой литературы 68
Приложение А Программный код алгоритма управления для символьной передачи отклонения Raspberry Pi 71
Приложение Б Программный код алгоритма управления для символьной
передачи отклонения Arduino 76
Приложение В Программный код алгоритма управления для непосредственной передачи отклонения Raspberry Pi 80
Приложение Г Программный код алгоритма управления для непосредственной передачи отклонения Arduino 84

Введение

Робототехническое направление одно из перспективных. Роботы всё активней применяются для автоматизации производств, ускорения темпов и оптимизации производства, замены людей в опасных средах, повышения точности и качества производства.
Так, например, высокое качество покраски деталей при массовом производстве, может быть обеспечено с помощью роботов, без рисков для человека (рисунок 1).
Высокая точность, скорость, совмещённая с безопасностью, присуща хорошо настроенным гибким производственным системам в стекольной и фарфорофаянсовой промышленности (рисунок 2).
Космическая отрасль на заре своего существования получала роботов. Со времён «космической гонки», человечество использует мобильные робототехнические комплексы для исследования планет и спутников Солнечной системы. Они способны воспроизводить сенсорные, коммуникационные, управляющие и двигательные функции человека Тенденция к расширению автоматизации сохраняется. Так, роботехнический комплекс «Канадарм2» (рисунок 3) перемещает оборудование и материалы в пределах международной космической станции, помогает космонавтам работать в открытом космосе, обслуживает полезную нагрузку на поверхности МКС.
Подводная деятельность человека так же не обходится без роботов.
Например, для обследования континентального шельфа создан робототехнических комплекс «Шельф» (рисунок 4).
Всё большее значение робототехнические комплексы получают в армии. Разведка, целеуказание, корректировка артиллерийского огня, разминирование, действия в условиях химического и биологического заражения, непосредственная поддержка войск - все эти задачи могут на себя взять роботы уже сегодня [7].
Обеспечивая безопасность для оператора, робототехнический комплекс разминирования «Уран-6» способен проделывать проходы в минно-взрывных заграждениях, обезвреживать минные заграждения. Работать урбанизированных локальных районах и малолесных горных областях (рисунок 5).
Для ведения боя создаются боевые машины, оснащённые различным вооружением, от пулемётов до противотанковых управляемых ракет. Примером такой машины, что уже прошла боевые действия, является боевой многофункциональный робототехнический комплекс «Уран-9»
(рисунок 6).
...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В рамках выполнения данной выпускной квалификационной работы был разработан автономный, мобильный, колёсный робот, осуществляющий навигацию с помощью технического зрения и контрастной линии.
В начале данной бакалаврской работы было проведено исследование областей применения робототехнических систем и выявлено наиболее перспективное направление развития.
В первом разделе, после анализа уже существующих робототехнических систем, была обоснована актуальность текущей разработки.
Во втором разделе определены методы позиционирования, широко используемые в мире, объяснён их выбор и их применимость. Осуществлён выбор способа навигации - техническое зрение и контрастная линия.
В третьем разделе была разработана структурная схема платформы, были выбраны все основные электротехнические компоненты для мобильного робота.
В четвёртом разделе выбран способ связи между микроконтроллером и одноплатным компьютером - с помощью интерфейса UART и кабеля USB. Подготовлены два алгоритма приёма-передачи.
В пятом разделе была разработана и представлена схема электрическая соединений, включающая все электротехнические компоненты и способы их соединения.
В шестом разделе была представлена конструкция мобильного робота: четырёхколёсная платформа из двух ярусов малого размера. Разработан сборочный чертёж.
В седьмом разделе созданы два алгоритма работы мобильного робота и их программная реализация, проведена их настройка, проведены экспериментальные испытания образца.
В восьмом разделе произведена оценка экономической эффективности.
Результатом выполнения данной выпускной квалификационной работы стали разработка и физическое воплощение автономного мобильного робота, осуществляющего движение по разным поверхностям с помощью технического зрения.

Литература

1. Бакенов А.Ж. Система управления движением мобильного робота с использованием компьютерного зрения // Наука настоящего и будущего. - 2020. - Том 2. - С. 111-114.
2. Вильямс, Д. Программируемый робот, управляемый с КПК / Д. Вильямс. - М.: НТ Пресс, 2006. - 223 с.
3. Гаврилов А.В, Чусов А.В. Автономный мобильный робот. Конструирование и программирование. / Издательский Дом "Техносфера". - 2015. - 300 с.
4. Глибин Е.С., Прядилов А.В. Программирование электронных устройств. - Тольятти: ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет», 2014. - 118 с.
5. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника . - 6-е изд. - М.: Кнорус, 2016. - 798 с.
6. Кершин А.Ж., Ергалиев Д.С. Навигация и управление мобильным роботом // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». - 2017. - №3. - С. 4-5.
7. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В., Рудианов Н.А., Гурджи А.И., Рябов А.В., Хрущев В.С. Перспективы разработки автономных наземных робототехнических комплексов специального военного назначения // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2016. - №10. - С. 113.
8. Макарова Н.В., Дмитриев В. В. Использование аппаратнопрограммной платформы на базе Raspberry Pi в качестве центрального контроллера роботов // Материалы ученой конференции "Интеллектуальные системы управления технологическими процессами и производством", 2018.
9. Михайлов Б.Б., Назарова А.В, Ющенко А.С. Автономные мобильные роботы - навигация и управление // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2016. - С. 48-67.
10. Овсянников А.Р., Лепехина С.Ю, Сухоруков С.И. Анализ возможностей применения миникомпьютеров для построения систем управления роботизированными комплексами // Производственные технологии будущего: от создания к внедрению. - Комсомольск-на-Амуре: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Комсомольский-на-Амуре государственный университет», 2022. - С. 63-67.
11. Старовойтов Е.И. Управление мобильными роботами и
робототехническими системами . - М.: Кнорус, 2021. - 264 с.
12. У бота через GPIO в Raspberry Pi 3 // Вашумныйдом : сайт. - URL:
https://vashumnyidom.ru/upravlenie/ustroj stva/gpio-raspberry-pi-3.html (дата
обращения: 26.04.2023).
13. Amazon. Алгоритмы работы самого крупного ритейлера в мире // Хабр : сайт. - URL: https://habr.com/ru/companies/pochtoy/articles/406783/ (дата обращения: 10.05.2023)
14. Документация на драйвер L298n // SparkFun Electronics URL:
https://www. sparkfun. com/datasheets/Robotics/L298_H_Bridge.pdf (дата
обращения: 01.05.2023)
15. Julio E. Normey-Rico, Ismael Alcala, Juan Gomez-Ortega, Eduardo F. Camacho Mobile robot path tracking using a robust PID controller // Control Engineering Practice. - IFAC, 2001. - С. 1209-1214.
...всего 20 источников