Modul de Locomoție pentru Roboți Autonomi

Cuprins proiect Cum descarc?

1 Introducere . 1
1.1 Motivație și obiective . 1
1.2 Instrumente folosite . 2
1.3 Prezentare generală . 3
2 Aspecte teoretice legate de motoarele electrice . 4
2.1 Motoarele de curent continuu cu perii . 4
2.2 Motoare universale . 5
2.3 Motoare de curent continuu fără perii (brushless) . 6
2.4 Motorul asincron trifazat . 7
2.5 Motorul pas cu pas . 8
2.6 Alegerea tipului de motor potrivit domaniului roboților autonomi. . 9
2.7 Modelul matematic al motorului de c.c . 9
3 Considerații teoretice despre puntea H . 14
3.1 Comutatoare comandate electronic . 15
3.2 Tranzistorul MOSFET de putere . 17
3.2.1 Rezistenta drenă-sursă . 19
3.2.2 Dioda internă . 20
3.2.3 Capacitățile parazite . 20
3.2.4 Viteza de comutație . 21
3.2.5 Analiza comutației pentru sarcină inductivă . 26
3.3 Traductoare de poziție . 30
4 Elemente de proiectare . 33
4.1 Etapa de documentare . 33
4.2 Alegerea structurii modulului. . 34
4.3 Schema electrică . 35
4.3.1 Puntea H . 35
4.3.2 Modulul de comandă . 41
4.4 Proiectarea cablajului imprimat . 46
5 Cinematica robotului . 48
5.1 Cazuri particulare . 50
6 Concluzii și dezvoltări ulterioare . 51
7 Bibliografie . 52
8 Anexe . 53

Extras din proiect Cum descarc?

1 Introducere
În această lucrare este prezentat un modul de locomoție pentru roboți autonomi în toate
fazele de dezvoltare, de la identificarea cerințelor până la implementarea acestora.
Modulul este conceput să fie folosit pentru locomoția roboților cu roți. Clasificarea
tipurilor de roboți nu face obiectul acestei lucrări.
Având în vedere diversitatea sarcinilor pe care roboții autonimi le pot îndeplini, rezultă o
mare varietate de soluții constructive, dependente de mai mulți factori: performanțe, preț,
complexitate.
La o analiză mai atentă se observă că exista părți comune. Un modul prezent în
majoritatea structurilor robotice este cel de mișcare.
Abordarea modulară are multiple avantaje:
- Un robot construit modular (Figura 1.1) este mai ușor de depanat, deoarece permite
testarea separată a componentelor;
- O parte sau toată structura (modulară) poate fi refolosită in cadrul proiectelor
ulterioare, permițând scurtarea timpului de proiectare.
Figura 1.1 Structură modulară.
1.1 Motivație și obiective
Am ales această temă de din următoarele motive:
- Sunt interesat de domeniul acționărilor;
- Doresc să redactez un material din care studenții interesați de acest domeniu pot
învăța;
- Modulul de locomoție este un punctul de plecare pentru fiecare robot mobil autonom.
Dacă acest modul există deja, munca va fi canalizată spre alte module (localizare, alte
sisteme specifice fiecărui robot).
Dispozitivul trebuie să aibă următoarele caracteristici:
- Controlează motoare de curent continuu și motoare fără perii (brushless);
- Poate fi integrat într-un sistem mai mare;
- Supervizeaza mărimile mecanice si electrice relevante pentru funcționare corectă și
prevenirea distrugerii componentelor;
- Realizează reglarea mărimilor de interes: viteză, deplasare.
Capabilitatea de control a unei varietăți mari de motoare electrice oferă flexibilitate în
alegerea elementelor de acționare. Utilizatorul poate să aleagă dintr-o varietate mai mare, având
șanse mai mari să găsească cea mai bună soluție pentru fiecare aplicație.
Integrabilitatea într-un sistem mai mare presupune posibilitatea dispozitivului de a
funcționa într-un sistem compus din mai multe module ce trebuie să conlucreze pentru atingerea
unor obiective globale. Acest lucru presupune existența unui mod de comunicații între module
care sa fie sigur și usor de refolosit. Comunicația dintre module pe o magistrală comună de date
permite realizarea unei structuri flexibile. Adăugarea unui nod nou se face fără modificarea
structurii anterioare. RS-485 si CANBus sunt cele mai cunoscute protocoale de comunicație pe
magistrală.
Supervizarea mărimilor critice este o cerință imperativă, deoarece permite protejarea
componentelor si scăderea efortului de diagnoză.
De cele mai multe ori, aplicațiile de control a elementelor de acționare necesiță reglarea
și/sau limitarea anumitor mărimi de interes: viteza, deplasare, tensiune, curent.
Roboții autonomi realizează, de cele mai multe ori, sarcini de mișcare după un profil de
viteză impus și poziționare la anumite coordinate pe suprafața de lucru pentru a atinge
obiectivele. Aceste aspecte impun alegerea traductoarelor corespunzătoare si realizarea unui
algoritm de control pentru reglarea marimilor (viteză, deplasare, etc.).

Fisiere în arhivă (1):

 Modul de Locomotie pentru Roboti Autonomi.pdf

Imagini din acest proiect Cum descarc?