Trudy NGTU im. R.E. AlekseevaTrudy NGTU im. R.E. AlekseevaТруды НГТУ им. Р.Е. Алексеева1816-210XNizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev655860LDHOHZMECHANICAL ENGINEERING AND TRANSPORT: THEORY, TECHNOLOGY, PRODUCTIONМашиностроение и транспорт: теория, технологии, производствоResearch ArticleIntegrated technology for ensuring stability of a robot model with a three-wheel propulsionКомплексная оценка подвижности виртуальной модели мобильного робота с трехкатковым движителемhttps://orcid.org/0009-0005-7787-2354DyakovA. S.ДьяковАлексей Сергеевич
Russian Federation

профессор, д-р техн. наук

Diakov_as@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0006-6141-7864FedorovD. S.ФедоровДмитрий Сергеевич
Russian Federation

студент

dfedorov@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7877-767XRakimzhanovN. Е.РакимжановНуржан Есмагулович
Russian Federation

докторант

nurjanrakimjanov@mail.ruBauman Moscow State Technical UniversityМосковский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаMilitary Academy for Material and Technical SupportВоенная академия материально-технического обеспечения15072024482931402202514022025Copyright ©; 2024, Dyakov A.S., Fedorov D.S., Rakimzhanov N.Е.Copyright ©; 2024, Дьяков А.С., Федоров Д.С., Ракимжанов Н.Е.2024Dyakov A.S., Fedorov D.S., Rakimzhanov N.Е.Дьяков А.С., Федоров Д.С., Ракимжанов Н.Е.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/1816-210X/article/view/655860

The article presents an algorithm for ensuring a given level of mobility of a pseudo-walking robot with a three-roller propulsion unit at the design stage. The driving performance of the robot under study is assessed on the basis of mathematical simulation of its movement using software packages for studying the dynamics of rigid body systems. The mobility requirements are formulated in the form of obstacles of a virtual test site. The results of modeling the overcoming of these obstacles – the loads acting on the propulsion unit are presented. The parameters of the drives and propulsion unit were selected to ensure that the robot passes all obstacles. The response of the structure to a change in the control signal is determined: acceleration time to maximum speed, braking time to a complete stop, maximum speed of the robot. The robot's deviation from the straight course when moving along a slope was predicted. A picture of the loads and a forecast of the robot’s cross-country ability were obtained, and it was concluded that the robot meets the stated requirements.

Разработан алгоритм обеспечения заданного уровня подвижности на этапе проектирования псевдошагающего робота с трехкатковым движителем. Оценка ходовых качеств исследуемого робота производится на основании имитационного математического моделирования его движения с использованием программных комплексов исследования динамики систем твердых тел. Требования к подвижности сформулированы в виде препятствий виртуального полигона, представлены результаты моделирования преодоления этих препятствий – нагрузки, действующие на движитель. Выбраны параметры приводов и движителя, обеспечивающие прохождение роботом всех препятствий. Определен отклик конструкции на изменение управляющего сигнала: время разгона до максимальной скорости, время торможения до полной остановки, максимальная скорость робота. Спрогнозировано отклонение робота от прямого курса при движении по косогору. Получена картина нагрузок и прогноз проходимости робота, сделан вывод о соответствии робота предъявленным к нему требованиям.

mobile robotmoverpropulsion systemcross-country abilitymobilityvirtual testingforecastingmodelingobstaclevirtual test siteмобильный роботдвижительходовая системапроходимостьподвижностьвиртуальные испытанияпрогнозированиемоделированиепрепятствиевиртуальный полигонSeo, T. Stair-climbing Robots: A review on mechanism, sensing, and performance evaluation / T. Seo, S. Ryu, J.H. Won et al. // IEEE Access. 2023. Vol. 11. Pp. 60539-60561. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3286871.Дьяков, А.С. Разработка и исследование модели псевдошагающего робота / А.С. Дьяков, К.Б. Евсеев, Д.С. Федоров // Известия МГТУ «МАМИ». 2023. Т. 17, № 4. С. х-у. DOI: 10.17816/2074-0530-623720.Кемурджиан, А.Л. Планетоходы / А.Л. Кемурджиан. – М.: Машиностроение, 1993. – 400 с.Кочнев, Е.Д. Армейские автомобили НАТО 1946-1991 / Е.Д. Кочнев. – М.: Яуза; Эксмо, 2012. – 603 с.Зубов, В.Н. Мобильные вооруженные роботы разработки НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана // Инновационная наука. 2015. № 11-2. С. 59-61.Дьяков, А.С. Решение задач профильной проходимости робототехнического комплекса с колесно-шагающим движителем с помощью математического моделирования / А.С. Дьяков, В.И. Рязанцев Г.Г. Анкинович // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 12. C. 291-307. DOI: 10.7463/1214.0747961.Универсальный механизм 9. Руководство пользователя [Электронный ресурс] URL: http://www.umlab.ru/pages/index.php?id=3 (дата обращения: 15.02.2024)Горелов, В.А. Исследование движения автомобиля в программном комплексе автоматизированного моделирования динамики систем тел / В.А. Горелов, А.И. Комиссаров, Б.Б. Косицын // Журнал автомобильных инженеров. 2016. № 1(96). С. 18-23.Горелов, В.А. Математическая модель взаимодействия шины с твердыми неровностями опорной поверхности для случая прямолинейного качения колеса / В.А. Горелов, А.И. Комиссаров // ПРОМ-ИНЖИНИРИНГ. Труды II Междунар. науч.-техн. конф. Южно-Уральского государственного университета. – Челябинск, Издательский центр ЮУрГУ, 2016. С. 129-133.