Введение 7
1 Анализ существующих мобильный платформ 8
1.1 Задачи и тенденции развития мобильных платформ 8
1.2 Классификация кинематических моделей
колёсных мобильных платформ 14
1.3 Анализ систем управления мобильной платформой 19
1.4 Постановка задачи 22
2 Проектирование конструкции мобильной платформы 23
2.1 Создание 3D-модели платформы 23
2.2 Прочностной расчёт основных элементов робота в SolidWorks 25
2.2.1 Расчёт несущей конструкции 27
2.2.2 Расчёт заднего вала 28
2.3 Деталировка конструкции мобильной платформы 30
3 Выбор элементов электрической части мобильной платформы 33
3.1 Выбор электродвигателя 33
3.2 Обзор силовой платы управления 34
3.2.1 Обзор микроконтроллера XMega A 36
3.3 Радиоканал 38
3.4 Питание мобильной платформы 38
3.5 Структурная схема мобильной платформы 39
3.6 Функциональная схема мобильной платформы 40
4 Разработка системы управления мобильной платформой 41
4.1 Структурная схема системы управления 41
4.2 Разработка контура скорости 41
4.3 Разработка контура положения 42
4.4 Разработка верхнего уровня системы управления 42
4.5 Протокол обмена данными между
верхним и нижним уровнями управления 43
5 Испытания мобильной платформы 46
5.1 Испытания работы контура скорости 46
5.2 Испытания работы контуры положения 47
6 Технико-экономическое обоснование проекта 49
6.1 Расчёт затрат на основное оборудование, программное
обеспечение и изготовление мобильной платформы 49
6.2 Затраты на заработную плату 50
6.3 Затраты на электроэнергию 52
6.4 Затраты на амортизацию оборудования 52
6.5 Расходы на аренду помещения 53
6.6 Расчёт сметы затрат на разработку мобильной платформы 53
7 Безопасность и экологичность мобильной платформы 55
7.1 Безопасность мобильной платформы 55
7.1.1 Безопасность оборудования мобильной платформы 55
7.1.2 Безопасность исходных материалов 56
Безопасность при монтажных и ремонтных работах 56
7.1.4 Безопасность при транспортировке и хранении 57
7.1.5 Безопасность при размещении 57
7.1.6 Требования безопасности к профессиональному отбору 57
7.1.7 Пожарная безопасность 58
7.1.8 Контроль выполнения требований безопасности 58
7.1.9 Безопасность при чрезвычайных ситуациях 58
7.2 Экологическая безопасность мобильной платформы 58
7.2.1 Экологическая безопасность исходных материалов 58
8. Разработка учебно-методического комплекса 60
8.1 Лабораторная работа №1 60
8.1.1 Теоретические сведения 60
8.1.2 Ход работы 63
Заключение 69
Список использованных источников 70
Характерной чертой современной научно-технической революции является широкое внедрение роботов в быту, в сфере производства и научных исследованиях.
Роботы представляют собой универсальные устройства для воспроизведения двигательных и интеллектуальных функций человека. Одним из важных классов их являются мобильные роботы. Практической целью создания роботов является передача им тех видов деятельности, которые для человека трудоёмки, тяжелы, монотонны, вредны для здоровья и жизни. Это, прежде всего - вспомогательные производственные операции (загрузка и выгрузка установок, станков, автоматов); основные производственные операции (сварка, окраска, резка, сборка и т.д.); работы в так называемых экстремальных условиях (под водой, в космосе, в радиоактивных и ядовитых средах).
Роботы применяются для комплексной автоматизации производства, роста производительности труда, улучшения качества продукции. От традиционных средств автоматизации промышленные роботы отличаются универсальностью, возможностью их быстрой переналадки, что позволяет создавать на базе универсального оборудования роботизированные технологические комплексы, гибкие автоматизированные производства. В результате развития робототехники человечество получает возможность решать принципиально новые научные и производственные задачи.
В отличие от стационарных, большинство мобильных роботов отличаются размерами, возможностью передвижения. Чтобы мобильный робот работал продуктивно и корректно мобильному роботу необходима надёжная конструкция, долго работающие электронные компоненты и точная система управления. Далее пойдет речь о видах роботов, требований к их разработке и управлении. И в конечном итоге это перерастёт в разработку новой мобильной платформы.
В процессе работы были проанализированы существующие на сегодняшний день мобильные роботы - их конструкция, электроника и системы управления. На основе этого была разработана собственная мобильная платформа и двухконтурная система подчинённого регулирования.
Данная мобильная платформа отвечает всем современным стандартам, связанным с конструкцией и точности, предъявляемой к системе управления. Поэтому можно считать, что поставленная задача выпускной квалификационной работы выполнена успешно.
