Розроблено модель підвищення техніко-експлуатаційних показників електромеханічного приводу мобільних роботів шляхом вибору вхідних параметрів у поєднанні з відповідними методами та методиками проектування та математичного моделювання. З'ясовано, що мобільні роботи все ширше використовують у найрізноманітніших сферах діяльності людей, відповідно, важливим є забезпечення їх надійного функціонування, яке, водночас, визначає їх ефективність. Використовуючи відповідні розрахунки при проектуванні мобільних роботів, можна підвищити їх надійність, зменшити металомісткість створюваних зразків машин. При таких розрахунках потрібно враховувати навантажувальні режими, в яких задіяний транспортний засіб. Їзхня мета полягає в підвищенні техніко-експлуатаційних показників електромеханічного приводу мобільних роботів шляхом вибору вхідних параметрів у поєднанні з відповідними методами та методиками проектування та математичного моделювання. Встановлено, що забезпечення необхідного запасу міцності із одночасним зменшенням металомісткості є необхідним для вдосконалення електромеханічного приводу мобільного робота і покращення його характеристик загалом. Наведено модель і розроблено алгоритм підвищення надійності та зменшення металомісткості механічних складових мобільних роботів. Модель містить геометричні, кінематичні, динамічні, енергетичні, техніко-економічні розрахунки, розрахунки на міцність та жорсткість. Проведено розрахунки для малого мобільного робота з електромеханічною трансмісією та представлено результати дослідження надійності та міцнісних характеристик вала мобільної робототехнічної платформи. Розглянуто випадок повороту мобільного робота з реалізацією максимального крутного моменту, який передається на одну з гусениць. На підставі кінематичної схеми електротрансмісії розроблена твердотільна модель одного з її елементів (вала тягової зірки гусеничного рушія), для якого, на підставі схематизованої діаграми Серенсена-Кінасошвілі, був визначений запас міцності. Пропонована модель пройшла апробацію й буде використана при створенні експериментальних зразків мобільних роботів.
[1] Aleksandrov, V., Vetlugin, R., & Makarenko, A. (2018). Vzgliady voennykh spetcialistov SShA na boevoe primenenie nazemnykh robotekhnicheskikh kompleksov. Zarubezhnoe voennoe obozrenie, 6, 39-43. [In Russian].
[2] Alves, R. M. F., & Lopes, C. R. (2016). Obstacle avoidance for mobile robots: A hybrid intelligent system based on fuzzy logic and artificial neural network. In Proc. of the 2016 IEEE Intern. Conf. on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE), Vancouver, BC, Canada, 24-29 July 2016, 1038-1043.
https://doi.org/10.1109/FUZZ-IEEE.2016.7737802
[3] Bodianskii, Ye. V., et al. (2016). Analiz ta obroblennia potokiv danikh zasobami obchisliuvalnogo intelektu. Monografiia. Lviv: Vid-vo Lviv. politekhniki. [In Ukrainian].
[4] Buchynskyi, M. Y., Gorik, O. V., Cherniavskyi, A. M., & Yakhin, S. V. (2017). Fundamentals of machine creation. Kharkiv: Publishing house "NTMT". [In Ukrainian].
[5] Chen, C. L. P., Yu, D., & Liu, L. (2019). Automatic leader-follower persistent formation control for autonomous surface vehicles. IEEE Access, 7, 12146-12155.
https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2886202
[6] Denysyuk, P., Teslyuk, V., & Chorna, I. (2018). Development of mobile robot using LIDAR technology based on Arduino controller, 2018 XIV-th International Conference on Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH), 240-244.
https://doi.org/10.1109/MEMSTECH.2018.8365742
[7] Dusan, Glavaski, Volf, Mario, & Bonkovic, Mirjana (2009). Robot motion planning using exact cell decomposition and potential field methods. Proceedings of the 9th WSEAS International conference on Simulation, modelling and optimization, World Scientific and Engineering Academy and Society (WSEAS).
[8] Ignatov, A. V., Bogomolov, S. N., & Fedianin, N. D. (2018). K voprosu o razvitii boevykh nazemnykh robototekhnicheskikh kompleksov. Tekhnologiia proizvodstva sistem i kompleksov. Izvestiia TulGU. Tekhnicheskie nauki, 11, 353-358. [In Russian].
[9] Kellman, M., Rivest, F., Pechacek, A., Sohn, L., & Lustig, M. (2017). Barker-Coded node-pore resistive pulse sensing with built-in coincidence correction. 2017 IEEE Intern. Conf. on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), New Orleans, LA, 1053-1057.
https://doi.org/10.1109/ICASSP.2017.7952317
[10] Kirkach, B. M., Konokhov, V. I., & Pogorilov, S. Y. (2012). Calculations on fatigue resistance. Kharkiv: NTU "KPI".
[11] Korets, M. S., Tarara, A. M., & Tregub, I. G. (2001). Fundamentals of mechanical engineering. Kyiv, 144.
[12] Matviichuk, K. V., Teslyuk, V. M., & Zelinskyy, A. Ya. (2016). Programming Model of Control Subsystem for Mobile Robotic Technical System. Scientific Bulletin of UNFU, 26(5), 325-333.
https://doi.org/10.15421/40260551
[13] Matviichuk, K., Teslyuk, V., & Teslyuk, T. (2016). Vision system model for mobile robotic systems. Proceeding of the KhIIh International Conference "Perspective Technologies and Methods in MEMS Design", MEMSTECH2016, 20-24 April 2016, Polyana, Lviv, Ukraine, 104-106.
https://doi.org/10.1109/MEMSTECH.2016.7507529
[14] Medina-Santiago, A., Morales-Rosales, L. A., Hernández-Gracidas, C. A., Algredo-Badillo, I., Pano-Azucena, A. D., & Orozco Torres, J. A. (2021). Reactive Obstacle - Avoidance Systems for Wheeled Mobile Robots Based on Artificial Intelligence. Applied Sciences, 11(14), 6468.
https://doi.org/10.3390/app11146468
[15] Mischuk, D. (2013). Review and analysis of robot designs for construction works. Mining, Construction, Road and Land Reclamation Machines, (82), 28-37.
https://doi.org/10.26884/damu.a13827
[16] Palagin, A. V., & Iakovlev, Iu. S. (2017). Osobennosti proektirovaniia kompiuternykh sistem na kristalle PLIS. Matematicheskie mashiny i sistemy, 2, 3-14. [In Russian].
[17] Pavlov, V. M., Kryzhanovskyi, A. S., Borozenets, H. M. (2008). Machine details. Synopsis of lectures. Kyiv: NAU. [In Ukrainian].
[18] Pavlyshche, V. T. (1993). Fundamentals of design and calculation of machine parts. Kyiv: High school. [In Ukrainian].
[19] Pentagon Unmanned Systems Integrated Roadmap 2017-2042 (2018). USNI News. Retrieved from: https://news.usni.org/2018/08/30/pentagon-unmanned-systems-integrated-ro...
[20] Pilsu, Kim, Eunji, Jung, Sua, Bae, Kangsik, Kim & Taikyong, Song, (2016). Barker-sequence-modulated golay coded excitation technique for ultrasound imaging. 2016 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), Tours, 1-4.
https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2016.7728737
[21] Pysarenko, H. S. (1993). Strength of Materials. Kyiv: H. S. Pysarenko, O. L. Kvitka, U. S. Umanskyi. Kyiv: High school. [In Ukrainian].
[22] Stasenko, D. V., Ostrovka, D. V., & Teslyuk, V. M. (2021). Development of an autonomous control system for a mobile robotic system using artificial neural network models. Scientific Bulletin of UNFU, 31(6), 112-117.
https://doi.org/10.36930/40310617
[23] Tsmots, I. G., Teslyuk, V. M., & Vavruk, I. P. (2013). Hardware and software for controlling the movement of a mobile robotic system, in mater. 12th International Conference. The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics, CADSM2013, Lviv-Polyana, Ukraine, 368.
[24] Tsmots, I. G., Teslyuk, V. M., Opotiak, Yu. V., Parcei, R. V., & Zinko, R. V. (2021). The basic architecture of mobile robotic platform with intelligent motion control system and data transmission protection. Ukrainian Journal of Information Technology, 3(2), 74-80.
https://doi.org/10.23939/ujit2021.02.074
[25] Tsmots, I., Teslyuk, V., & Vavruk, I. (2013). Hardware and software tools for motion control of mobile robotic system. 12th International Conference "The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics", CADSM 2013, 368 p.
[26] Yang, L., Qi, J., Song, D., Xiao, J., Han, J., & Xia, Y. (2016). Survey of robot 3D path planning algorithms / J Control Sci Eng, 5 p.
https://doi.org/10.1155/2016/7426913
[27] Yusof, Y., Mansor, H. M. A. H., & Ahmad, A. (2016). Formulation of a lightweight hybrid ai algorithm towards self-learning autonomous systems. In Proc. of the 2016 IEEE Confer. on Systems, Process and Control (IC-SPC), Melaka, Malaysia, 16-18 December 2016, 142-147.
https://doi.org/10.1109/SPC.2016.7920719
[28] Zinko, R. V. (2014). Morphological environment for the study of technical systems. Monograph. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House. 386 p. [In Ukrainian].
[29] Zinko, R., Korendiy, V. (2018). Modelling the motion of the drive motor-wheel of an electric vehicle, XVII International Scientific and Technical Conference "Vibrations in Engineering and Technology", Lviv, Ukraine, 56-57.