Робототехническое устройство для ремонта тротуара

ROB-53617

Цель данной работы - создание робототехнического устройства для ремонта тротуара.Для проведения исследований изначально был сконструирован робот на базе робототехнического конструктора tetrix, рассчитанный на управление оператором с помощью пульта, позже была реализована возможность автоматизации установки путем внедрения в электронную составляющую микроконтроллера Arduino для управления и набора инфракрасных датчиков для определения неровностей.Важность ремонта и поддержания тротуара и велосипедных дорог в рабочем состоянии сегодня трудно переоценить. От состояния покрытия зависит безопасность пешеходов, качество дорог – это один из самых наглядных показателей уровня развития страны или отдельного ее региона. Поэтому сегодня ремонт дорог – это одна из основных задач, стоящих перед российским правительством на пути к стабильной экономике. Но эта задача требует исключительно грамотного подхода с применением инновационных технологий. Автоматизация ремонтных работ автомобильных и велосипедных дорог – новейшее, рациональное решение, позволяющее прейти на новый уровень автодорожных работ.Объект исследования: дорожные роботы. Предмет исследования: определение и ремонт дорожного полотна с помощью специализированного робота. Цели исследования: Проектирование и сборка работоспособной модели робота;  Реализация алгоритмов определения, расчета объема подаваемой смеси для устранения неровностей дорожного полотна. Задачи исследования:• Сборка несущей конструкции робототехнического комплекса. • Проектирование подающего и дозирующего механизма реставрационной смеси в САПР-системе КОМПАС-3D; • Распечатка и сборка спроектированных деталей робота;• Подключение и тестирование электронной составляющей; • Изучение и подбор алгоритмов, способных проанализировать структуру дорожного полотна, рассчитать объем поврежденного участка; • Написание и тестирование программы, исправление ошибок;• Подведение итогов (выводы). Методы исследования: Поиск и анализ информации, сравнение информации, проведение эксперимента Новизна исследования: Применение собственной конструкции и ПО для автоматизированной установки ремонта дорожного покрытия типа асфальтобетон. Теоретическая значимость исследования состоит в детальном изучении конструкторской документации автодорожной техники, возможности её автоматизации, изучении алгоритмов анализа поверхности по показаниям инфракрасных датчиков. Для улучшения качества дорог необходимо осуществлять контроль качества выполненных дорожно-строительных работ. Эффективное решение этой проблемы – разработка роботизированных устройств.Факторами эффективности применения роботизированных систем являются: роботизация в любых условиях, не допускающих участие человеческого персонала; повышение быстродействия, точности и стабильности основных показателей техники; сокращение численности людей.Для отслеживания качества асфальта возможно применение роботизированной видеокамеры, которая является удобным в управлении электронным устройством. Она имеет дистанционное управление, в которое входит поворот и оптический зум. Современный ассортимент роботизированных камер включает в себя модели, которые имеют оптическое увеличение от 30Х и более. Камеры имеют круговой обзор. Камеры оснащены функцией автоматического слежения, и могут обнаруживать воздействие извне. Полученные изображения автоматически стабилизируются так, чтобы получить максимальную четкость.Всю практическую часть можно разделить на несколько этапов:1. Изучение технической документации. 2. Изучение мощных, износостойких материалов набора tetrix.3. Создание примерной модели робота на бумаге (чертеж). 4. Разработка и проектирование отсутствующих элементов модели в программе Компас3D.5. Распечатка деталей и сборка макета. 6. Работа с электронной составляющей конструкции.7. Проектирование основных частей программы. 8. Разработка программы под Arduino.Большая часть конструкции робота собрана из деталей робототехнического конструктора tetrix, рассчитанная на управление оператором с помощью пульта, позже была реализована возможность автоматизации установки путем внедрения в 

электронную составляющую микроконтроллера Arduino для управления и набора инфракрасных датчиков для определения неровностей. Конструктивные особенности устройства:1. Алюминиевый каркас (базовые балки и пластины и набора tetrix). 2. Размерность 1200х1200х200 (мм). 3. Наличие двух 12В двигателей со встроенными энкодерами – для перемещения робота в плоскостях OX/OY. 4. 2 драйвера двигателей – возможность подачи питания с повышенным напряжением без вреда для управляющего микроконтроллера,. 5. 4 инфракрасных датчика sharp для детектирования поверхности дороги (возможно увеличение количества подобных датчиков). 6. 2 аккумулятора (12В, 2А), 1 из них рассчитан на питание двигателей для передвижения тележки, второй для питания микроконтроллера, датчиков и открывающего/закрывающего механизма.7. Микроконтроллер Arduino Uno – самый доступный вариант управления установкой, поддерживающий подключения большой разновидности датчиков.8. 1 сервопривод с плечевым усилием на 28 кг, предназначенный для открытия / закрытия емкости со смесью для заполнения неровностей на дороги.9. Емкость и механизм подачи смеси (спроектирован в САПР Компас-3D и напечатан на принтере).

 


 

Файлы

Добавлен 02.07.2024

Добавлен 02.07.2024

Добавлен 02.07.2024