Частотний аналіз вала електромеханічного приводу малого мобільного робота

2022;
: cc. 27 - 38
1
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна

Постановка проблеми та мета роботи. Якнайширше впровадження і використання мобільних роботів в найрізноманітніших сферах діяльності людей є актуальним завданням на сьогодні. При цьому, забезпечення їх надійного функціонування певною мірою визначає і їх ефективність. Використовуючи відповідні розрахунки при проектуванні різноманітних машин, зокрема і мобільних роботів, можна підвищити надійність та зменшити матеріаломісткість створюваних зразків машин, а отже, й знизити собівартість його виробництва й обслуговування. Методика роботи. Для малого мобільного робота з електромеханічною трансмісією було проведено низку розрахунків за розробленою методикою. Остання містить геометричні, кінематичні, динамічні, енергетичні, техніко-економічні розрахунки, розрахунки на міцність та жорсткість, а також модальний аналіз резонансних частот коливань проектованої деталі. Результати статті. На основі кінематичної схеми електромеханічної трансмісії робота розроблена твердотільна модель вала тягової зірки гусеничного рушія, для якого на основі схематизованої (лінеаризованої) діаграми граничних напружень за Серенсеном-Кінасошвілі був визначений необхідний запас міцності матеріалу вала. Наукова новизна. В статті представлено приклад модального аналізу проектованого вала трансмісії робота і визначено резонансні частоти його коливань. Встановлено, що для спроектованого валу найбільш небезпечні резонансні частоти рівні 11 Гц, 170 Гц та 914 Гц. Практичне значення результатів. Розроблена методика може ефективно використовуватися при проектуванні нових експериментальних і промислових зразків мобільних роботів. Напрями подальших досліджень за тематикою статті. Подальші дослідження можуть бути напрямлені на розроблення комплексної методики розрахунку і проектування електромеханічних приводів мобільних роботів.

  1. Cox I. J., Wilfong G. T. Autonomous Robot Vehicles. New-York : Spinger-Verlag, 1990. 492 p. URL : https://doi.org/10.1007/978-1-4613-8997-2.
  2. Jones J. L., Flynn A. M., Seiger B. A. Mobile Robots: Inspiration to Implementation. Boka Raton : Fl: CRC Press, 2019. 486 p.
  3. Fahimi F. Autonomous Robots: Modelling, Path Planning, and Control. New-York : Springer Science + Business Media, 2009. 358 p. URL : https://doi.org/10.1007/978-0-387-09538-7.
  4. Choset H. et al. Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and Implementation. Cambridge : The MIT Press, 2005. 603 p. URL : https://doi.org/10.1109/mra.2005.1511878.
  5. Kurdila A. J., Ben-Tzvi P. Dynamics and Control of Robotic Systems. Hoboken : Wiley, 2019. 520 p.
  6. Korendiy V. et al. Motion simulation and impact gap verification of a wheeled vibration-driven robot for pipelines inspection // Vibroengineering Procedia. 2022. Vol. 41. Р. 1-6. URL : https://doi.org/10.21595/vp.2022.22521.
  7. Korendiy V. et al. Experimental investigation of kinematic characteristics of a wheeled vibration-driven robot // Vibroengineering Procedia. 2022. Vol. 43. Р. 14-20. URL : https://doi.org/10.21595/vp.2022.22721.
  8. Jaulin L. Mobile Robotics. Hoboken : John Wiley & Sons, Inc., 2019. 386 p. URL : https://doi.org/10.1002/ 781119663546.
  9. Korendiy V., Zinko R., Cherevko Y. Structural and kinematic analysis of pantograph-type manipulator with three degrees of freedom // Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science. 2019. Vol. 5. № 2. Р. 68-82. URL : https://doi.org/10.23939/ujmems2019.02.068.
  10. Зінько Р. В., Корендій В. М. Моделювання руху привідного мотор-колеса електромобіля // Вібрації в техніці та технологіях : тези доповідей XVII Міжнародної науково-технічної конференції, присвяченої 140-річчю випуску інженерів-механіків у Львівській політехніці (Львів, 11-12 жовтня 2018 р.). Львів : Кепещук П. М. C. 56, 57.
  11. Зінько Р. В. Морфологічне середовище для дослідження технічних систем : монографія / Р. В. Зінь- о. Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2014. 383 c.
  12. Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. Основи творення машин / [за редакцією О.В. Горика]. Харків : Видавництво “НТМТ”, 2017. 448 с.
  13. Korendiy V. M., Zinko R. V., Muzychka D. G., Topilnytskyy V. G. Systems of 3D modelling. Kamyanske : DSTU, 2019. 152 p.
  14. Nudehi S. S., Steffen J. R. Analysis of Machine Elements Using SOLIDWORKS Simulation 2022. Mission : SDC Publications, 2022. 556 p.
  15. Kurowski P. M. Vibration Analysis with SOLIDWORKS Simulation 2022. Mission : SDC Publications, 2022. 338 p.