Принцип построения робототехнических систем
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 5»
Республика Якутия, Мирнинский район, п. Айхал
Исследовательский проект
РОБОТ-ПОМОЩНИК
Автор:
Репинский Максим,
Чернявский Сергей
Учащиеся 5 А класса,
Научный руководитель:
Портнова Татьяна Евгеньевна,
Учитель информатики
Воронова Татьяна Михайловна,
Учитель математики
П. Айхал
Г
Содержание
Введение........................................................................................................................................ 3
Теоретическая часть...................................................................................................................... 6
Принцип построения робототехнических систем............................................................... 6
Классификация роботов......................................................................................................... 6
Основные требование к изделию.......................................................................................... 7
Практическая часть....................................................................................................................... 8
Состав робототехнического комплекса................................................................................... 8
Обзор системы управления....................................................................................................... 8
Ходовая часть............................................................................................................................. 9
Механизм захвата...................................................................................................................... 9
Механизм подъема................................................................................................................... 10
|
|
|
Буровой механизм................................................................................................................... 10
Отвал......................................................................................................................................... 10
Вывод............................................................................................................................................. 12
Список использованной литературы, интернет ресурсы......................................................... 13
Приложение I................................................................................................................................ 14
Приложение I I.............................................................................................................................. 17
Введение
На вооружение МЧС (Министерство чрезвычайных ситуаций) России с недавних пор стали поступать роботы. Конечно, не такие как в популярных американских фильмах «Трансформеры» и «Робокоп», но с задачами по тушению пожаров, поиску людей под завалами, разведкой в труднодоступных местах, эти умные машины справляются вполне успешно. И пусть они выглядят не так эффектно, как роботы из фантастических блокбастеров или компьютерных игр, но такой робот на гусеничном или колесном ходу может пробраться туда, куда не рискнет пройти «супергерой». Например, в места радиоактивного загрязнения или взрывоопасную среду. Да мало ли опасностей, с которыми сталкиваются спасатели в своей нелегкой работе?
|
|
|
В любом большом городе каждый день происходят происшествия – пожары, обрушения, наводнения и так далее. И не редко случается, что спасатели не могут помочь пострадавшим из-за неизбежного ущерба здоровью.
Свести к минимуму степень риска для спасателей позволяет использование так называемых безлюдных технологий. Среди множества современных робототехнических средств особое место занимают мобильные подвижные роботы. Широкий спектр их возможностей, постоянная готовность к внезапному применению делает мобильных роботов незаменимыми для служб экстренного реагирования.
Робототехническое средство – это устройство, которое выполняет действия, предписанные виды работ или операции без непосредственного участия человека.
В сентябре 1997 года в Центре по проведению спасательных операций особого риска «Лидер» было создано Управление спасательное робототехнических средств. Впервые роботы были использованы во время нештатной ситуации в июне 1997 года в Федеральном ядерном центре Арзамас-16 в городе Саров. Тогда удалось локализовать источник ионизирующего излучения с применением робототехнических средств. В январе 1998 года под Грозным с помощью робота была проведена операция по локализации и контейнированию кобальтового радиоактивного источника. Робот обнаружил его местонахождение, растопил замерзший грунт и поместил извлеченный источник в специальный контейнер для его последующего захоронения.
|
|
|
До 2006 года для проведения спасательных работ использовались шведские и немецкие робототехнические комплексы. Приказом МЧС России №31 от 23.01.2006 года был образован научно – исследовательский центр робототехники, для разработки различных робототехнических систем.
Благодаря работе Центра уже на протяжении десяти лет создаются образцы мобильных роботов, осуществляется опытная эксплуатация в условиях повышенной опасности, проводится доработка роботов для повышения их мобильности и стойкости к поражающим факторам.
Проблема проекта. Проанализировав ситуацию в нашем поселке, мы пришли к выводу, что для наших спасателей, представляет наибольшую опасность – аварии в шахте.
Для выяснения более достоверной информации мы обратились к специалистам ВГСЧ (Военизированная горноспасательная часть). Ответить на наши вопросы помог Воронов Алексей Николаевич. Он не только подтвердил наши теории, но и сообщил нам много дополнительных сведений о возникновении аварий в шахтах.
|
|
|
Актуальность. Аварийно – спасательные работы проводятся в условиях радиационного и химического заражения, задымленности. Чтобы снизить риск травматизма и гибели спасателей, облегчить разведку и поиск пострадавших в завалах, а также доставить запас лекарства, продовольствия, кислорода, предметы первой необходимости в МЧС России ведутся научно – исследовательские работы по созданию и усовершенствованию робототехнических средств. Своим творческим проектом мы хотим помочь решить эту серьезную проблему.
Гипотеза. Использование робота – помощника при авариях поможет снизить риск травматизма и гибели спасателей, быстрее провести аварийно – спасательные работы (транспортировка пострадавших, проведение погрузочно-разгрузочных работ, прокладка кабеля, транспортировки необходимого оборудования, проведение буровзрывных работ, бурение и расчистка трудно проходимых завалов).
Цели и задачи данного проекта. Разработать модель робота – помощника с описанием тактико-технических характеристик и предназначения.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• изучить основные принципы построения робототехнических систем;
• изучить историю развития робототехнических комплексов в России, области их
применения;
• провести классификацию роботов;
• вывести основные требования, которым должен соответствовать робот – помощник;
• создать действующую модель робота с учетом требований.
Методы работы: поиск, анализ и синтез информации, техническое моделирование.
Теоретическая часть
На первом этапе мы работали с информацией.
В нашем поселке основополагающим предприятием является шахта. Соответственно это подземные условия труда, а в свою очередь повышенный источник опасности. Следовательно, периодически возникают аварийные ситуации, которые по виду подразделяют на: пожар, обрушение, затопление, внезапный выброс газов, взрыв газов.
Более подробную информацию о видах аварий смотрите в Приложении 1.
Принцип построения робототехнических систем
Робот, как машина состоит из двух основных частей – исполнительных систем и информационно – управляющей системы. В свою очередь исполнительные системы включают манипуляционную систему (обычно в виде механических манипуляторов) и системы передвижения, имеющиеся только у мобильных (подвижных) роботов.
Классификация роботов
Роботы классифицируются по:
•областям применения – промышленные, военные, спасательные, исследовательские;
•среде обитания (эксплуатации) – наземные, подземные, надводные, подводные, воздушные, космические;
•степени подвижности – стационарные, мобильные, смешанные;
•типу системы управления – программные, адаптивные, интеллектуальные;
•функциональному назначению – манипуляционные, транспортные, информационные, комбинированные;
•типу приводов – электрические, гидравлические, пневматические;
•типу движителя – гусеничные, колесные, колесно-гусеничные, полугусеничные, шагающие,
колесно-шагающие, роторные, с петлевым, винтовым, водометным и реактивным
движителями;
•конструктивным особенностям технологического оборудования (по числу манипуляторов);
•по грузоподъемности манипуляторов (сверхлегкие – до 1 кг, легкие – от 1 до 10 кг, средние
– от 10 до 200 кг, тяжелые – от 200 до 1000 кг, сверхтяжелые –свыше 1000 кг);
•по системе координат рабочей зоны (линейная, угловая);
•типу источников первичных управляющих сигналов – электрические, биоэлектрические,
акустические;
•способу управления – автоматические, дистанционно-управляемые (копирующие,
командные, интерактивные, супервизорные, диалоговые), ручные (шарнирно-балансирные,
экзоскелетонные);
•уровню универсальности – специальные, специализированные, универсальные;
•типу базовых элементов систем управления – пневматические, электронные, биологические.
На втором этапе мы занялись моделированием нашего робота. Мы определили, каким мы хотим видеть нашего робота, и какие функции он должен выполнять.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 215; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!