Разработка системы
управления мобильным
робототехническим складским
комплексом
Студент: Баргадаев Евгений
Группа: МР-418
Научный руководитель: Тюрин Гнида Дмитриевич
Актуальность
Робототехника является сравнительно молодой динамически
развивающейся технической наукой. Робот представляет собой
универсальный автомат, который, подобно человеку, способен
выполнять механические действия не только благодаря рабочим
органам, которые по механической силе превосходят человеческие
возможности, но и благодаря интеллектуальным системам
управления, отвечающими за точность и скорость выполнения
соответствующих движений.
Цель и задачи
Целью работы является разработка адаптивной системы
управления робота-погрузчика, позволяющей подстраивать
систему под изменяющие внешние условия складского комплекса.
На пути достижения цели необходимо решить ряд задач:
• провести анализ существующих решений по интеграции адаптивных
систем управления для роботов-погрузчиков;
• разработать алгоритмы программной реализации системы;
• произвести выбор средств для реализации адаптивной системы
управления робота-погрузчика;
• произвести выбор узлов системы захвата груза;
• произвести разработку кода и проверку функциональности алгоритма.
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ ПО
ИНТЕГРАЦИИ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ РОБОТОВ-ПОГРУЗЧИКОВ
Роботизированный складской комплекс РСК-250.
Типы вилочных погрузчиков
Типы транспортных роботов: а) с дифференциальным
приводом, б) трицикл
Иллюстрации поворота трицикла
Площадь, занимаемая для проезда роботом с
дифференциальным приводом (а) и трициклом (б)
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ
ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
Стратегический
уровень системы
управления
Тактический уровень
системы управления
Исполнительный
механизм и датчики
обратной связи
Исполнительный
механизм и датчики
обратной связи
Приводной уровень
системы управления
Система навигации
На рисунке представлена функциональная адаптивная схема
управления робота-погрузчика.
Относительное расположение колёс, датчиков движения и
траектории робота-погрузчика.
Функциональная схема системы
управления роботом
Устройство
адаптивного
управления
Задание от
оператора или с
уровня
интеллектуального
управления
Устройство
программного
управления
Приводы
степеней
подвижности
Механизм
манипуляторы
Исполнительная система
Система управления манипулятором
Средства очувствления робота
Рабочая сцена
Структурная схема ВП
Ток
Система
управления
Преобразователь
частоты
Датчик
положения
ротора
Момент
ИМ
Нагрузка
Требуемые параметры
Наименование параметра
Крутильная жесткость редуктора 𝐶1 , 𝑁 × 𝑚/𝑟𝑎𝑑
Коэффицент демпфирования
Значение параметра
12376800
61884
Момент инерции ротора, 𝑘𝑔 × 𝑚2
40
Момент инерции ротора, 𝑘𝑔 × 𝑚2
3200
Крутильная жесткость 𝐶2 , 𝑁 × 𝑚/𝑟𝑎𝑑
Коэффицент демпфирования
Максимальное угловое ускорение, ∗/с2
32*106
0.002*С2
15
Разработка блок-схемы
Функциональная схема системы управления (Г – гироскоп , А–
акселерометр, У – усилитель, МК – микроконтроллер, Д –
двигатель, Р – редуктор, ДС – датчик скорости, ОУ – объект
управления, РМ - радиомодуль).
У
Д
МК
РМ
Р
МК
Г
А
Принципиальная схема модуля GY-521 на
базе микросхемы MPU-6050
Выбор драйвера двигателя
Блок-схема L293D.
Функциональная схема блока управления
мобильным роботом
Система управления движением
мобильного робота
Математическая модель.
Структурная схема закона управления
Разработка кода
Функциональная схема с
корректирующим устройством
ЭВМ
З
IPУ
ВУ1
IdP
ВУ2
Idl
У
IУ
ДПТ
ωДВ
КУ
Il
ДЛ
l
IP
ДД
P
Р
l
ГП
PГП
ЗАХ
P
Компания партнёр
Компании, занимающиеся обширными транспортировками, такие
как Amazon, Facebook, Wildberies и другие гиганты среди интернетмагазинов.
Заключение
В ходе работы было провден анализ существующих решений по
интеграции адаптивных систем управления для роботовпогрузчиков, разработаны алгоритмы программной реализации
системы; произведен выбор средств для реализации адаптивной
системы управления робота-погрузчика; произведен выбор узлов
системы захвата груза, а также разработан и проверен код
функциональности алгоритма.
Спасибо за внимание