7
ЯКУПОВ Линар Эльдарович
Ленинградская область, г. Кудрово
МОБУ «Средняя общеобразовательная школа «Центр образования «Кудрово», 11 класс
ТРАНСПОРТНАЯ ПЛАТФОРМА СО СФЕРИЧЕСКИМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ ДЛЯ БЕСПИЛОТНЫХ РОБОТИЗИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВ
Научные руководители: Мамедов Руслан Валегович, Ленинградская область, г. Кудрово, МОБУ «СОШ «ЦО «Кудрово», учитель технологии; Кадиев Сергей Магомедович, Ленинградская область, г. Кудрово, МОБУ «СОШ «ЦО «Кудрово», руководитель Детского инжинирингового центра
Ит-7
Транспортная платформа содержит расположенные в одной плоскости на шасси четыре сферических движителя, установленные в колесных узлах с шариковыми или 5 роликовыми опорами (рис. 1). Три колесных узла со сферическими движителями расположены в вершинах треугольника, в центре описанной окружности которого расположен колесный узел со сферическим движителем с двумя электроприводами, оси вращения которых перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости сферических движителей. На рисунке 1, а представлена конструкция транспортной платформы вид в изометрии, на рисунке 2, б вид сверху, где 1 - сферический движитель, 2 - колесный узел с шариковыми или роликовыми опорами, 3 - тормозные блоки, 4 - пружинная подвеска, 5 - электропривод, 6 - колесо электропривода, 7 – шасси.
Принцип работы прототипа транспортной платформы со сферическими движителями. Сферический движитель, расположенный в центре описанной окружности, является ведущим, а сферические движители, Рис. 2. Принцип движения транспортной платформы со сфероколесами расположенные в вершинах треугольника, находятся от него на расстоянии радиуса описанной окружности. Электроприводы посредством колес, установленных на валах электроприводов, фрикционо воздействуют на поверхность сферического движителя. В зависимости от направления и величины угловой скорости электроприводов, воздействующих на сферический движитель, платформа будет двигаться в направлении и со скоростью, определяемыми сложением векторов силы, создаваемых электроприводами. На рисунке 2, а показан принцип формирования результирующего вектора движения VR платформы 7, где VX и VY вектора движения, создаваемые электроприводами 5 ведущего сферического движителя.

Платформа под воздействием электроприводов ведущего сферического движителя может двигаться в любом направлении, но её курсовое направление относительно центра масс, совпадающего с центром ведущего сферического движителя, остается неизменным. Для поворота курсового направления платформы относительно центра ведущего сферического движителя один из сферических движителей, расположенный в вершине треугольника, оснащен электроприводом, и является управляющим движителем. Причем ось вращения электропривода управляющего движителя параллельна линии, соединяющей центры ведущего и управляющего движителей, и, соответственно, вектор силы будет направлен под 90о к линии, соединяющей центры ведущего и управляющего движителей.

На рисунке 2, б показан принцип движения платформы с поворотом курсового направления. При воздействии вектора VP управляющего движителя на результирующий вектор движения VR платформа будет двигаться по траектории движения ТД с поворотом курсового направления. В случае, когда платформа стоит на месте, т.е. при векторе движения VR равном нулю, под воздействием вектора VP управляющего движителя платформа будет вращаться вокруг своей оси, проходящей через центр ведущего сферического движителя (рис. 2, в).

Дублирование способа поворота транспортной платформы. С целью повышения эксплуатационной безопасности и надежности функционирования инновационной транспортной платформы предложено дублирование её способа поворота.

Все движители оборудованы тормозными блоками, которые выполняют функцию стояночного тормоза, обеспечивая транспортному средству возможность стоять на наклонной плоскости без сползания. Другой неочевидной функцией тормозных блоков является обеспечение поворота транспортного средства нетривиальным способом. Поворот осуществляется за счет торможения одного из сферических движителей, который становится осью вращения. На рисунке 2, г показан поворот транспортного средства вокруг сферического движителя «А», который заблокирован тормозным блоком данного движителя. Под воздействием результирующего вектора движения VR платформа будет двигаться по траектории движения ТД с поворотом вокруг центра сферического движителя «А».
Такой способ поворота позволяет платформе двигаться даже при выходе из строя электроприводов. Любой из работающих электроприводов расположен между сферическими движителями, притормаживая которые можно осуществлять поворот платформы в нужном направлении, формируя таким образом траекторию движения. Даже в случае, если работающим окажется электропривод управляющего движителя, относительно которого сферические движители окажутся по одну сторону, необходимый поворот можно осуществить реверсным ходом электропривода. Рис. 3. Транспортная платформа с одним ведущим сферодвижителем.

На основе использования способа поворота за счет торможения сферических движителей может быть построена транспортная платформа с одним электроприводом (рис. 3). Единственный электропривод является ведущим, а поворот в нужную сторону осуществляется торможением одного из сферических движителей. Ось вращения при этом будет проходить через центр соответствующего сферических движителей. На рисунке 3 показан поворот транспортного средства вокруг сферического движителя «А», который заблокирован тормозным блоком данного движителя. Под воздействием результирующего вектора движения V платформа будет двигаться по траектории движения ТД с поворотом вокруг центра сферического движителя «А». При этом обязательно использование в качестве колеса электропривода всенаправленного колеса для устранения тормозящего момента силы, возникающего из-за несовпадения направления вектора движения V с направлением вращения вокруг сферического движителя «А».
Для обеспечения гарантированного устойчивого контакта ведущего и управляющего сферических движителей платформы с поверхностью, по которой она передвигается, колесные узлы с шариковыми или роликовыми опорами сферических движителей без электроприводов установлены на пружинные подвески. Это исключает провисание ведущего и управляющего сферических движителей с электроприводами платформы в случае неровностей поверхности, которым обеспечивается контакт с поверхностью за счет проседания платформы при помощи пружинных подвесок.
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Учебно-лабораторный корпус, Рубцовская набережная, д. 2/18, холл 3 этажа
МГТУ им. Н.Э. Баумана,
27 марта, 15:00 - 17:00 (Мск)
Место проведения выставки:
Расписание работы выставки:
Награждение:
22 марта, воскресенье
10:00 - 17:00 (Мск) - Оформление стендов
23 марта, понедельник
12:00 - 15:00 (Мск) - Работа выставки
24 марта, вторник
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
25 марта, среда
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
Хотите посетить Всероссийскую научно-технологическую выставку «Шаг в будущее»?
Выставка открыта для посетителей 24 марта, вторник, с 14:00 до 17:00, 25 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Желающим необходимо прислать заявку на почту sitfp@bk.ru, указав список посетителей, их место работы или учебы. Точное время посещения будет определено организаторами. Экскурсии по выставке не проводятся.