Tipuri de Motoare Folosite in Realizarea Robotilor Mobili [310196]

Tipuri de motoare folosite in realizarea robotilor mobili

Cuprins

1.Introducere

Notiunea de robot dateaza de peste 4 mii de ani. Omul si-a imaginat dispozitive mecanizate inteligente care sa preia o parte insemnata din efortul fizic depus. Astfel a construit jucarii automate si mecanisme inteligente sau si-a [anonimizat], filme "SF" etc.

Termenul "robot" a fost folosit in 1920 de cehul Karel Capek intr-o piesa numita "Robotul universal al lui Kossum". Ideea era simpla: omul face robotul dupa care robotul ucide omul. Multe filme au continuat sa arate ca robotii sunt masinarii daunatoare si distrugatoare.

Dupa 1977 tendinta multor producatori a fost de a umaniza forma robotilor si de a crea androizii.

In 1941 Isaac Asimov a folosit cuvantul "robotizare" pentru descrierea tehnologiei robotilor si a prezis cresterea unei industrii robotice puternice. In 1956 a [anonimizat] 1961 Compania de automobile "Genral Motors" "angaja" primul robot industrial. Incepand cu 1980 asistam la o expansiune a robotilor industriali in diverse industrii.

[anonimizat]. [anonimizat]: periculoase, [anonimizat].Bazele robotilor de azi stau mult mai departe. Primele modele de masini pot fi mai degraba numite automate ([anonimizat]). [anonimizat].

Matematicianul grec Archytas a construit, [anonimizat]: [anonimizat]. Acest porumbel cavernos din lemn era umplut cu aer sub presiune. Acesta avea un ventil care permitea deschiderea si închiderea printr-o contragreutate. Au urmat multe modele dealungul secolelor. Unele înlesneau munca iar altele deserveau la amuzamentul oamenilor.

Cu descoperirea ceasului mecanic din secolul 14 s-a deschis calea unor posibilitati noi si complexe. [anonimizat]. [anonimizat].

Dezvoltarea electrotehnicii din secolul 20 a adus cu sine si o dezvoltare a roboticii. Printre primii roboti mobili se numara sistemul Elmer si Elsie construit Willian Grey Walter de în anul 1948. Aceste triciclete se puteau îndrepta spre o sursa de lumina si puteau sa recunoasca coliziuni în împrejurimi.

UNIMATE

Anul 1956 este considerat ca anul nasterii a robotului industrial. George Devol a depus candidat: [anonimizat] "transferul programat de articole". Câtiva ani dupa aceea a construit împreuna cu Joseph Engelberger UNIMATE. Acest robot de cca. doua tone a [anonimizat]-si apoi drumul în industria automobila. Programele pentru acest robot au fost salvate sub forma de comenzi directionate pentru motoare pe un cilindru magnetic. Din acest moment se introduc roboti industriali ca UNIMATE în multe domenii ale productiei fiind permanent dezvoltati mai departe pentru a putea face fata cererilor complexe care li se impun.

Robotii sunt realizati mai ales prin combinatia disciplinelor: mecanica, electrotehnica si informatica. Între timp s-a creat din legatura acestora mecatronica. Pentru realizarea de sisteme autonome (care sa gaseasca singure solutii) este necesara legatura a cât mai multor discipline de robotica. Aici se pune accent pe legatura conceptelor de inteligenta artificiala sau neuroinformatica (parte a informaticii) precum si idealul lor biologic biocibernetica (parte a biologiei). Din legatura între biologie si tehnica s-a dezvoltat bionica.

Cele mai importante componente ale robotilor sunt senzorii, care permit mobilitatea acestora în mediu si o dirijare cât mai precisa. Un robot nu trebuie neaparat sa poata sa actioneze autonom, fapt pentru care se distinge între un robot autonom si unul teleghidat

Tipuri de roboti

Termenul de robot descrie un domeniu destul de vast, cauza din care robotii sunt sortati în multe categorii. Iata câteva din acestea:

Robot autonom mobil

Robot umanoid

Robot industrial

Robot de servicii

Robot jucarie

Robot explorator

Robot pasitor

Robot umanoid

Robotul umanoid ASIMO

Imaginea robotilor umanoizi a luat forma în literatura, mai ales în romanele lui Isaac Asimov în anii 1940. Acesti roboti au fost pentru un timp lung irealizabili. Pentru realizarea lor trebuiesc rezolvate multe probleme importante. Ei trebuie sa actioneze si sa reactioneze autonom în mediu, mobilitatea lor fiind restrânsa la cele doua picioare ca locomotie. Pe deasupra mai trebuie sa fie capabili de a lucra cu bratele si mâinile. Din anul 2000 probleme de baza par sa fie rezolvate (cu aparitia lui ASIMO (Honda) de exemplu). Între timp apar dezvoltari noi în acest domeniu.

Robotii umanoizi pot fi clasificati ca roboti pasitori.

Robot industrial

George Devol a înregistrat în anul 1954 primul patent pentru un robot industrial. Robotii industriali din prezent nu sunt de obicei mobili. Dupa forma si functia lor, domeniul lor operational este restrâns. Ei au fost introdusi pentru prima oara pe linia de productia a General Motors în 1961. Robotii industriali au fost folositi prima data în Germania la lucrari de sudura începând din 1970.

Robotul industrial reprezinta un sistem fizic, programabil ce este capabil sa realizeze diferite operattii si secvente de operatii de manipulare a unor scule, piese sau subansamble.

Structura generala a robotilor industriali depinde foarte mult de utilitatea si scopul pentru care sunt produsi. Functiile de baza sunt reprezentate de:

subsistemul cinematic;

subsistemul de actionare;

subsistemul de comanda si programare;

subsistemul senzorial

Subsistemul cinematic cuprinde structura capabila sa execute miscarile pentru a actiona asupra mediului inconjurator. Astfel in functie de mediul in care este folosit, robotul poate fi dotat cu:

roti;

senile;

picioare mecanice;

diversi suporti

benzi transportoare

Organul de executie al robotului este alcatuit dintr-un lant cinematic inchis sau deschis oferind diverse grade de libertate prin intermediul carora dispozitivul de lucru poate actiona:

mana mecanica;

dispozitiv de manevrare;

dispozitiv de apucare

Aceste dispozitive finale ce interactioneaza direct cu prelucrarea finala a obiectelor supuse unui ciclu de productie, pot fi inlocuite cu dispozitive specializate pentru anumite operatii tehnologice: vopsire, sudare, testare etc.

Forma si mecanismele de miscare a robotilor industriali depind de sistemul de coordonate in care se realizeaza miscarea diverselor segmente. Daca in situatiile unor coordonate cilindrice si sferice, robotii au grade relativ reduse de miscare, in coordonatele polare prezinta un coeficient ridicat de antropomorfism. Ansamblu alcatuit din "brat", "antebrat" legate prin articulatii "cot" se poate deplasa atat in plan orizontal cat si vertical. In prezent s-au impus solutii de incheieturi cu trei axe de rotatie dotate cu servo-comenzi ce permit o pozitionara usoara.

In ceea ce priveste dispozitivele de apucare, pe langa sistemele clasice de apucare cu "degete" robotii industriali pot fi dotati si cu alte modalitati de apucare: vacumatic, magnetic etc. Dispozitivele de prehensiune trebuie sa corespunda dorintei utilizatorului, fiind o conditie determinanta pentru succesul unei aplicatii cu roboti industriali.

O alta caracteristica importanta este reprezentata de subsistemul senzorial al robotilor in stransa legatura cu subsistemul de comanda si programare.

Daca in anii '80 erau folosite benzile de hartie perforate pentru introducerea software-ului, in zilele noastre sunt folosite cipuri evoluate ce ofera in anumite situatii putere de "decizie".

Astfel, in septembrie '94 notiunea de robot industrial cunoaste o alternativa in sistemul de actionare: actionarea prin intermediul retelei World Wide Web.

Astfel prin intermediul unui computer conectat la Internet se realiza posibilitatea de a accesa si controla roborul.

Ecranul de control oferea utilizatorului suficiente informatii pentru a decide miscarea roborului intr-un spatiu cartesian catre urmatoarea destinatie.

Sunt folosite cele trei coordonate x,y,z de miscare in spatiu.

Este poate unul dintre cele mai bune exemple de implementare cinematica si senzoriala.

Experimentul de mai sus, efectuat in Australia, a avut rolul de a stimula imaginatia si de a arata ca in acest moment, datorita existentei unei infrastrsucturi computerizate mondiale, caile de cunoastere sunt fara limite.

De altfel tot acest sistem este condus de roboti "inteligenti" ce pot face milioane de interconectari pe secunda.

Robot casnic

Robotul casnic lucreaza autonom în gospodarie. Aplicatiile cunoscute sunt:

robot aspirator (produs de expemplu de: Electrolux, Siemens sau iRobot)

robot de tuns gazonul

robot de spalat ferestrele

Robot explorator

Cryobot

Robotii exploratori sunt roboti care opereaza în locatii greu accesibile si periculoase teleghidati sau partial autonom. Acestia pot lucra de exemplu într-o regiune aflata în conflict militar, pe Luna sau Marte. O navigare teleghidata de pe pamânt în ultimele doua cazuri este imposibila din cauza distantei. Semnalelor le trebuie la dus si la întors mai multe ore. În astfel de situatii robotii trebuie sa fie programati cu mai multe tipuri de comportare, din care ei sa aleaga pe cel mai adecvat si sa-l execute.

Acest tip de robot dotat cu senzori a fost folosit si la cercetarea puturilor din piramide. Mai multi cryoboti au fost deja testati de NASA în Antarctica. Acest tip de robot poate patrunde pâna la 3.600 de m prin gheata. Cryoboti pot fi astfel folositi în cercetarea capelor polare pe Marte si Europa în speranta descoperirii de viata extraterestra.

Tot roboti sunt numite si unitatile mobile, care depisteaza si dezarmoseaza sau distrug bombe sau mine (de exemplu robotul TALON). Exista si roboti care ajuta la cautarea de oameni îngropati dupa cutremure.

Robotii mobili autonomi constituie un domeniu de cercetare fascinant, motivele care impun aceasta observatie fiind multiple. In primul rand, transformarea unui robot mobil dintr-un "calculator" pe roti, capabil doar sa "simta" anumite proprietati ale mediului inconjurator prin intermediul sistemului propriu de senzori, intr-un "agent inteligent", capabil sa identifice caracteristici, sa detecteze tipare de informatie si regularitati, sa invete din experienta, sa se auto-localizeze, sa construiasca harti si sa navigheze pe baza acestora, necesita aplicarea simultana a mai multor discipline de cercetare. Din acest punct de vedere, robotica mobile tinde sa inverseze tendintele stiintifice catre o specializare din ce in ce mai pronuntata si catre combinarea cat mai multor discipline.

O mare parte a robotilor utilizati astazi in industrie sunt de tip manipulator (denumiti si roboti de asamblare), care opereaza intr-un spatiu marginit si nu se pot misca.

Spre deosebire de acestia, robotii mobili isi pot schimba locatia prin locomotie.

In sensul larg al definitiei, un robot mobil este un sistem de timp-real integrat (engl. embedded real-time system), care are senzori pentru perceptia mediului, elemente de executie pentru executia actiunilor asupra mediului si un sistem de conducere pentru maparea perceptiei in actiune.

Perceptia, actiunea si aplicatia intre ele sunt cele trei aspecte majore care definesc un robot mobil. In functie de modul de organizare a acestor trei aspecte functionale, se poate considera ca robotul mobil are un grad mai mare sau mai redus de autonomie.

Cel mai cunoscut tip de robot mobil este vehiculul ghidat automat (engl. AGV -Automated Guided Vehicle). AGV-urile, utilizate pe scara larga in industrie pentru transportul materialelor, se pot deplasa prin mijloace proprii, traseul parcurs de acestea fiind in mod tipic pre-programat. Deoarece astfel de vehicule mobile opereaza in medii pre-programate, ele sunt inflexibile si "fragile" in operare, orice modificare neprevazuta a traseului (de exemplu, obiecte aflate pe calea de rulare) putand conduce la o compromitere a intregii misiuni.

Alternativa o reprezinta construirea unor roboti mobili cu autonomie in miscare.

Autonomia se traduce prin abilitatea robotului mobil de a se deplasa in mediul inconjurator pentru a indeplini diferite taskuri, prin abilitatea de a se adapta modificarilor din mediu.

Evolutia robotului mobil este definita de comportarea acestuia intr-un mediu specific,luand in considerare taskul dorit. Doar descrierea simultana a robotului mobil, a taskului si a mediului defineste complet agentul (triunghiul robot mobil – task – mediu).

Cand un robot mobil executa o actiune, el interactioneaza cu mediul inconjurator deoarece este situat in acel mediu, fiind parte integranta a acestuia. Prin actiune, el schimba anumite elemente din mediu si totodata isi schimba modul de perceptie asupra lumii (de exemplu, se muta in alt punct de observatie). Acest nou mod de perceptie este utilizat pentru o varietate de functii, acestea incluzand activitati cognitive (spre exemplu, planificarea urmatoarei actiuni) sau activitati reactive.

Functiile unui robot mobil

Din punct de vedere functional un robot mobil este format din urmatoarele trei module functionale

modulul de senzori are rolul de a estima viteza si pozitia robotului mobil;

modulul de orientare este generatorul de referinta pentru orientarea robotului mobil in spatiu;

modulul de conducere este subsistemul care genereaza marimile de comanda

pentru elementele de executie pe baza datelor furnizate de modulul de orientare

(compensare / reglare la nivelul de baza).

Tipuri de roboti mobili

Cinematica robotului mobil este definita de numarul, tipul si aranjamentul rotilor platformei mobile. Aceastea pot fi cu actionare sau fara actionare. Combinatiile si aranjamentul acestor diferite tipuri de roti determina tipul modelului cinematic al robotului mobil.

Robotii mobili pot fi echipati cu tipuri diferite de roti:

roti conventionale. Aceste roti pot fi ne-orientabile, centrate orientabile sau orientabile ne-centrate;

roti cu senile;

roti sferice;

roti “Maxwheel”.

Principalele tipuri de roboti cu roti conventionale sunt urmatoarele:

roboti cu roti ne-orientabile

roboti cu roti diferentiale;

robotul de tip “triciclu”;

robotul de tip “autoturism”.

roboti care poseda doar roti orientabile .

robotul cu o roata centrata orientabila si doua roti orientabile ne-centrate;

robotul cu n roti centrate orientabile;

robotul cu roti orientabile ne-centrate.

Roboti cu roti ne-orientabile

Robotul cu roti diferentiale

Robotul de tip triciclu

Robotul de tip autoturism

Roboti cu roti orientabile

Robotul cu o roata centrala orientabila si celelalte doua necentrale neorientabile

Robotul cu n roti centrale orientabile

Robotul cu roti orientabile necentrate

Modelarea cinematica a robotilor mobili presupune determinarea relatiilor intre parametrii de control ai robotului si comportarea robotului mobil in spatiul sau de miscare. Aceste relatii geometrice guverneaza comportarea robotului, descriind matematic miscarea acestuia, fara a lua in considerare fortele care afecteaza miscarea robotului.

Abordarea reactiva folosita in proiect

Abordarea reactiva a aparut la sfarsitul anilor '80 ca o reactie la metodologia centralizata, deliberativa, de constructie a sistemelor de conducere pentru roboti mobili, si a condus in scurt timp la progrese remarcabile in domeniul roboticii mobile.

A fost favorizata de doua aspecte stiintifice abordate si dezvoltate in ultimele doua decenii. Primul dintre acestea se refera la "migratia" cercetarilor din domeniul inteligentei artificiale spre studiul aspectelor biologice si psihologice cognitive, in scopul explicarii "inteligentei" naturale. Cel de-al doilea aspect este reprezentat de scaderea costului echipamentelor hardware si de cresterea puterii de calcul a dispozitivelor utilizate in proiectarea fizica a robotilor mobili.

Abordarea reactiva este o organizare de tip PERCEPTIE (SENSE) – ACTIUNE(ACT), fara planificare

Interactiunea primitivelor in abordarea reactiva

Spre deosebire de metodologia deliberativa, la care intrarea unei primitive de tip ACTIUNE va fi intotdeauna rezultatul unei operatii de planificare (PLAN), abordarea reactiva presupune ca intrarea unei primitive de tip ACTIUNE va fi intotdeauna iesirea directa a unui senzor, adica a unui modul functional care executa o primitiva de tip PERCEPTIE (SENSE).

Sistemele de conducere reactive asigura o conexiune puternica intre perceptie si actiune, complexitatea fiind redusa la toate nivelele functionale. Modul "inteligent " de operare al acestur tip de structuri de conducere rezida in organizarea interactiunilor dintre diverse procese (functii), ceea ce conduce la asa-numitul "fenomen emergent" sau "efect" sinergetic". Fragilitatea procesului de procesare in lant a informatiei intalnit in cazul abordarii deliberative este evitata prin utilizarea unei organizari de tip paralel

Taskul global de control este descompus in asa-numitele "comportamente de indeplinire a taskului", care opereaza in paralel. Fiecare modul comportament implementeaza un comportament complet si functional al robotului, avand acces imediat la senzori si elemente de executie.

Comportamentul este considerat a constitui baza inteligentei naturale. In contextul roboticii mobile, prin comportament (engl. behavior) se intelege o aplicatie intre intrarile de la senzori si un tipar de actiuni motoare, utilizate pentru indeplinirea unui task. Abordarea reactiva utilizeaza asa-numitele comportamente reflexive (adica de tip stimul – raspuns). Stimulul este conectat direct cu raspunsul, pentru a produce o reactie cat mai rapida.

Arhitecturi de conducere reactive

Principiile inteligentei biologice (umane si animale) s-au dovedit a fi extrem de importante pentru a ajuta la obtinerea unor pasi concreti in proiectarea sistemelor de conducere pentru roboti mobili. Animalele traiesc intr-o lume deschisa (engl. Open world). Modul lor de comportament intr-un asemenea mediu indica principii ce pot fi preluate de comunitatea stiintifica pentru a evita limitarile impuse de ipoteza lumii inchise (engl. closed world assumption). Multe animale "simple", cum sunt insectele, pestii, broastele, fac dovada unui comportament inteligent desi, in mod virtual, nu dispun de creier.

Din punct de vedere stiintific comportamentul constituie componenta

fundamentala a inteligentei naturale. Comportamentele pot fi:

a) reflexive. Sunt comportamente de tip stimul-raspuns (S-R). In acest caz circuitul neuronal asigura faptul ca stimulul este conectat direct cu raspunsul pentru a produce un raspuns cat mai rapid;

b) reactive. Comportamentele reactive se invata si apoi sunt consolidate, ceea ce permite ca ele sa fie executate fara constientizare (de exemplu, orice comportament care implica ceea ce in sport se numeste memorie musculara,cum sunt schiatul, mersul pe bicicleta, etc);

c) constiente. Comportamentele constiente au un caracter deliberativ (de exemplu, asamblarea unui robot, etc).

In robotica mobila sunt utilizate comportamentele de tip reflexiv deoarece nu utilizeaza in nici un fel aspecte de cognitie. Pentru un robot mobil acest lucru inseamna un raspuns rapid deoarece acest tip de raspuns poate fi implementat hardware, fara a fi necesar un efort suplimentar de calcul. Comportamentele reflexive pot fi clasificate in trei categorii:

a) reflexe. In acest caz raspunsul se mentine atat timp cat persista stimulul, fiind proportional cu intensitatea stimulului

b) impunere. Raspunsul consta in deplasarea intr-un anumit punct, fara o indicatie prealabila;

c) modele fixe de actiune. Raspunsul dureaza mai mult decat stimulul.

Implementarea unui sistem reactiv de conducere pentru roboti mobili impune identificarea setului de comportamente necesar pentru un anumit task.

Comportamentele pot fi "noi" sau pot utiliza alte comportamente. Deoarece actiunea globala a robotului va emerge in urma combinarii comportamentelor multiple arhitecturile reactive trebuie sa furnizeze mecanisme specifice pentru

a) arbitrarea comportamentelor. Cum se decide carecomportament(e) va (vor) fi activat(e) la fiecare moment de timp si in ce masura?

b) fuziunea comenzilor. Cum se combina rezultatul mai multor comportamente intro comanda care va transmisa catre elementul de executie?

reprezentarea minima inseamna doua lucruri:

a) definirea situatiilor senzoriale care reprezinta stimuli,

b) aplicatia situatie actiune;

In literatura de specialitate sunt prezentate doua tipuri de arhitecturi reprezentative pentru abordarea reactiva:

-arhitectura de tip functional.(denumirea se refera la modul in care sunt organizate si combinate comportamentele);

-metoda campurilor de potential(in acest caz comportamentele sunt implementate sub forma campurilor de potential si sunt combinate prin sumarea campurilor)

Arhitectura de tip functional

Arhitectura de tip functional (engl. subsumption architecture) este cea mai cunoscuta implementare reactiva a unui sistem de conducere pentru roboti mobili. Comportamentele implementate aici sunt reflexive de tip stimul – raspuns, fara un program extren explicit care sa le coordoneze.

Aceasta arhitectura are urmatoarele caracteristici:

-Modulele functionale (comportamentele elementare) sunt grupate pe nivele de competenta care reflecta o anumita ierarhie a inteligentei (competentei).

-La nivelele inferioare sunt implementate functii de supravietuire (de

exemplu, evitare de obstacole), iar la cele superioare sunt implementate actiuni dedicate (de exemplu, crearea hartilor de navigatie);

-Modulele din nivelele superioare pot anula (suprascrie) iesirile

comportamentelor din nivelul imediat inferior. Comportamentele aflate pe nivele diferite opereaza in mod concurent si independent, astfel incat este necesar un mecanism pentru medierea posibilelor conflicte.

In arhitectura de tip functional colutia de mediere e de tip winner – takes – all, unde winner-ul este intotdeauna nivelul superior;

-Nu se utilizeaza o stare interna (adica orice tip de reprezentare locala,persistenta, de tip model al lumi

Evitarea obstacolelor

Controlul miscarii robotului presupune planificarea traiectoriei de miscare, etapa în care se face un compromis între timpul si precizia de pozitionare. În cazul robotului industrial, ambele performante sunt esentiale pentru a îndeplini cu succes o sarcina robotica, ce poate fi inclusa într-un mediu de productie. Analiza acestor performante a fost realizata la nivelul unui robot virtual.

Miscarea unui robot virtual intr-un spatiu virtual a fost cercetata în sensul dobândirii de catre acesta a capacitati de adaptare la conditii specifice, fara interventia omului. Pentru a atinge acest obiectiv, în cazul unui robot real, se pot folosi o serie de strategii, cum ar fi strategia cartografierii spatiului, strategia scanarii suprafetelor, strategia metodelor iterative si altele.

În cazul metodelor iterative, algoritmul de planificare a traiectoriei de miscare construieste traiectoria bazându-se pe un set de pozitii spatiale,iar sistemul de control inteligent transpune aceasta traiectorie în pozitii spatiale ocupate de robot.

Prin metodele iterative se pot ajusta performantele sistemului robot la un nivel care îi va

permite sa se adapteze la situatii noi. Procesul de ajustare continua, potrivit protocolului stabilit, pâna se obtine acuratetea dorita.

Solutiile de software integrat include abilitatea de evitare a obstacolelor pentru diferite tipuri de sisteme mobile, de la jucarii-robot la roboti autonomi sofisticati. Tehnica evitarii obstacolelor este o tehnica de control în timp real, care utilizeaza calitati proprii robotilor redundanti. Termenul „evitarea obstacolelor” semnifica un set de tehnici software care permit sistemelor mobile, cum sunt robotii mobili si robotii manipulatori, sa îsi ajusteze traiectoria de miscare în acord cu mediul înconjurator.Suportul software utilizat pentru masurarea distantelor pâna la obstacole si solutiile de control a actuatorilor, ofera sistemelor mobile reflexe de evitare inteligenta a obstacolelor, chiar când obstacolele sunt ele însele în miscare.

În domeniul aplicatiilor cu roboti exista adesea obstacole între robot si adresele tinta. Robotii încearca sa evite coliziunea, prin planificarea unei traiectorii în jurul obstacolelor. Datorita complexitatii ridicate a acestui proces, algoritmii de ocolire a obstacolelor utilizeaza controlul în bucla închisa, cu ajutorul caruia robotii replanifica continuu pozitiile lor în jurul obstacolelor. În situatia în care un obstacol blocheaza calea directa catre tinta finala, robotul ocoleste o parte a obstacolului pâna când gaseste pozitia din care se poate deplasa direct catre tinta finala.Robotul porneste si merge drept catre tinta finala. Când întâlneste un obstacol interpus la o anumita distanta, între el si tinta finala, robotul vizeaza o tinta intermediara, aproape de obstacol.Robotul merge în jurul obstacolului pe drumul scurt, fara sa ajunga în contact cu obstacolul.Utilizând controlul reactiv, robotul reevalueaza continuu pozitia tinta, îsi recalculeaza continuu traiectoria si trece prin apropierea obstacolului. Când întâlneste urmatorul obstacol,robotul vizeaza tinte aditionale intermediare, pâna când obtine o traiectorie neobstructionata catre tinta finala .

Robotii pot întâlni în drumul lor alti roboti.Daca robotii adversari nu utilizeaza tehnica evitarii obstacolelor, coliziunile cu acestia sunt inevitabile.

Metoda campurilor de potential

O alta arhitectura de tip reactiv se bazeaza pe metoda campurilor de potential. In acest caz se utilizeaza vectori pentru reprezentarea comportamentelor (in particular, a schemei motoare a comportamentului) si operatia de sumare vectoriala pentru combinarea vectorilor corespunzatori diverselor comportamente pentru obtinerea comportamentului emergent.

Un camp de potential reprezinta un tablou (camp) de vectori, caracterizati de o amplitudine si de o directie, (a, d). In general, vectorii sunt utilizati pentru a reprezenta forte de o anumita natura. Sunt desenati sub forma unei sageti a carei lungime reprezinta amplitudinea (marimea) fortei, unghiul reprezentand directia.

Un tablou de vectori reprezinta o regiune din spatiu. Obiectele care pot fi percepute intr-o anumita regiune a spatiului exercita un camp de forta (de atractie,respingere, etc) asupra regiunilor invecinate. Un camp de forta poate fi considerat a fi analog campului magnetic sau campului gravitational. Robotul poate fi considerat ca fiind o particula care intra in campul generat de un anumit obiect sau de mediu.

Regiunea respectiva poate fi impartita in mici patrate, obtinandu-se o retea de puncte caracterizate de coordonatele (x, y). Astfel, fiecare element din tablou reprezinta un vector (forta) asociat fiecarui astfel de punct. Un astfel de vector este definit prin directia de miscare si amplitudinea (sau viteza) de miscare in acea directie, componente pe care un robot le-ar percepe daca s-ar afla in acel punct. Deoarece fiecarui punct din spatiu ii este asociat un vector, campurile de potential sunt continue.

Exista cinci tipuri de campuri de potential de baza, care pot fi combinate pentru obtinerea unor campuri mai complexe:

a) campul uniform. Intr-un camp uniform robotul simte aceeasi forta indiferent de locul in care se afla. El sa va alinia la directia sagetilor si se va deplasa in directia respectiva cu o viteza proportionala cu lungimea sagetii. Este un model de camp utilizat pentru a captura un comportament de tipul "mergi in directia X";

b) campul perpendicular. Robotul este orientat perpendicular pe un obiect sau un perete;

c) campul atractor. Cercul din centrul campului reprezinta un obiect care exercita o forta de atractie asupra robotului. Oriunde s-ar afla pozitionat in acest camp, robotul va "simti" o forta de atractie in raport cu obiectul;

d) campul de respingere. Acest tip de camp este asociat de obicei obstacolelor sau obiectelor pe care robotul trebuie sa le evite. Cu cat robotul este mai aproape de obstacol, cu atat forta de respingere este mai mare;

e) campul tangential. Campul este tangent radial la obiect. Este un camp util pentru a directiona robotul in asa fel incat sa ocoleasca obstacolul.

Campuri de potential elementare. a) uniform, b) perpendicular, c) atractor, d) de respingere, e) tangential

Dupa cum se observa in figura, lungimea sagetilor difera in raport cu departarea fata de focarul care produce campul de potential. De exemplu, pentru campul atractor lungimea sagetilor este mai mica in apropierea obiectului, iar in cazul campului de respingere lungimea sagetilor este mai mica pe masura ce distanta fata de obiect creste. Modul in care se modifica amplitudinea vectorilor din campul de potential poarta denumirea de profil de amplitudine

Denumirea de profil de amplitudine se foloseste in mod analog termenului de profil de viteza, utilizat pentru a descrie modul in care motoarele robotului accelereaza sau decelereaza pentru a produce o anumita miscare.

Spre exemplificare, se considera evolutia unui robot intr-un anumit mediu in care exista un obstacol Obstacolul va exercita asupra robotului o forta (camp) de respingere care il va determina pe acesta sa se indeparteze (sa "fuga" din calea obstacolului). Daca robotul este aproape de obstacol (de exemplu, sub 5 metri departare), el se va afla in interiorul campului de respingere si va simti forta care il va face sa se departeze de obstacol. Daca robotul nu se afla in raza obstacolului (adica in interiorul campului de potential), se va afla in repaus deoarece nu simte nici o forta. In acest caz campul va reprezenta ceea ce trebuie sa faca robotul (schema motoare) pe baza a ceea ce percepe din mediu (schema perceptuala).

Un obstacol exercita un camp de potential de respingere cu o anumita raza

Campurile de potential pot fi reprezentate din punct de vedere matematic cu ajutorul coordonatelor polare. De exemplu, campul de respingere poate fi reprezentat in coordonate polare astfel (centrul campului este originea (0, 0)):

In acest caz amplitudinea este constanta (lungimea sagetilor este aceeasi).

Acest lucru poate fi vizualizat cu ajutorul unui grafic de tipul celui prezentat in figura de mai sus.Acest profil spune ca robotul se departeaza ("fuge") cu aceeasi viteza, indiferent de cat de aproape se afla de obstacol, atata timp cat se afla in campul creat de acesta. In momentul in care iese din raza de actiune a obstacolului, viteza sa scade la zero si robotul se opreste. Campul este de tip "binar": robotul executa doar doua tipuri de miscari, fie se departeaza de obstacol cu viteza constanta, fie este oprit. In practica, utilizarea unei amplitudini constante creaza probleme pe perimetrul campului,conducand la miscari necontrolate.

Pentru a evitat acest tip de probleme se folosesc alte tipuri de profiluri de amplitudine, la care raspunsul este proportional cu stimulul. Este cazul profilului cu descrestere liniara (engl. linear drop off) si a celui cu descrestere exponentiala (engl. exponential drop off).

In cazul profilului de amplitudine cu descrestere liniara, amplitudinea vectorilor descreste dupa o variatie liniara (linie dreapta) Un observator independent poate observa faptul ca robotul, aflat initial departe de obiect, se intoarce si incepe sa se deplaseze cu viteza maxima catre obstacol, apoi incetineste pentru a evita o coliziune directa cu acesta. Din punct de vedere matematic, descresterea amplitudinii vectorilor este reprezentata printr-o dreapta y = mx + b, unde x este distanta pana la obstacol, iar y este amplitudinea. Valoarea b este un bias al dreptei, iar m reprezinta panta dreptei .Daca nu se specifica altfel, se poate considera m = 1 (panta up) sau m = -1 (panta down) si b = 0.

In cazul profilului cu descrestere exponentiala descresterea valorii amplitudinii este proportionala cu patratul distantei pana la obstacol.Intr-o aplicatie poate fi folosit orice tip de profil de amplitudine, in scopul rafinarii comportamentelor.

Programarea campurilor de potential

La un moment dat robotul calculeaza doar vectorii care actioneaza la locatia sa curenta. Vizualizarea intregului camp de potential pare a indica faptul ca robotul si obiectele inconjuratoare sunt definite fata de un sistem de coordonate absolute, ceea ce nu este adevarat. Robotul calculeaza efectul campului de potential, de obicei ca o linie dreapta, la fiecare pas de actualizare, fara a memora locatia anterioara.

Deoarece campurile de potential sunt definite egocentric robotului sunt destul de usor de programat, de obicei printr-o functie simpla. De exemplu, in cazul unui robot cu un singur senzor de proximitate, atasat partii anterioare a robotului, se poate utilize pentru evitarea de obstacole un camp de potential de respingere cu descrestere liniara a amplitudinii, astfel

Vdirectie=-180

Vamplitudine = (D-d)/D pt d<=D

= 0 pt d>D

Din punct de vedere al structurarii intr-un limbaj de programare de nivel inalt,campurile de potential pot fi programate folosind o schema de tipul urmator:

typedef structI

double amplit;

double directie;

} vector;

vector respingere(double d, double D)

I

if(d <= D)I

outputVector.directie = -180;

outputVector.amplit = (D-d)/D;

}

elseI

outputVector.directie = 0.0;

outputVector.amplit = 0.0;

}

return outputVector;

}

Combinarea campurilor si comportamentelor

Metodologia campurilor de potential impune ca toate comportamentele sa fie implementate sub forma campurilor de potential. Caracteristica principala este aceea ca combinarea comportamentelor se va face prin sumare vectoriala. In general, asupra robotului vor actiona "forte" generate de comportamente multiple, care actioneaza in mod concurent.

Exemplu. Navigatie simpla catre o tinta

Se considera un robot care se indreapta catre o tinta (de exemplu, deplaseaza-te 10 metri in directia x si intalneste un obstacol). Pentru reprezentarea miscarii se utilizeaza

-un comportament de deplasare la tinta, a carui schema motoare move2goal este reprezentata sub forma unui camp de potential de atractie. Pentru a detecta aproprierea de tinta se pot folosi masuratori odometrice;

-un comportament de evitare de obstacole, a carui schema motoare evita este reprezentata sub forma unui camp de potential de respingere care utilizeaza un senzor de distanta pentru a detecta apropierea de obstacol.

Navigatie catre o tinta cu evitarea obstacolelor

Campul de potential de respingere utilizat pentru implementarea comportamentului de evitare de obstacole pentru robotul cu un singur senzor poate folosi o functie respingere() pentru schema motoare, si o functie citeste_senzor() pentru schema perceptuala. Iesirea comportamentului de evitare de obstacole este un vector:

vector evita()

double citire;

citire = citeste_senzor();

Voutput = respingere(citire, MAX_DIST);

return Voutput;

Comportamentul evita va fi apelat de robot la fiecare pas de actualizare, astfel:

while(robot == ON)I

vector_evita = evita();

comanda_orientare(vector_evita.directie);

comanda_inainte(vector_evita.amplit * VITEZA_MAX);

}

Vectorul rezultant, obtinut prin combinarea iesirilor celor doua comportamente,se obtine prin sumare vectoriala

Arhitecturile reactive care utilizeaza metoda campurilor de potential pentru implementarea comportamentelor au numeroase avantaje. In primul rand, campul de potential are o reprezentare continua, ceea ce face ca acesta sa fie usor de vizualizat intr-o regiune mare a spatiului. Drept rezultat, proiectanul aplicatiei poate vizualiza evolutia globala a robotului. De asemenea, este usor sa se combine campurile, putandu-se folosi limbaje de nivel inalt (C++, Java) pentru contruirea unor biblioteci de comportamente.

Campurile de potential pot fi parametrizate, raza lor de influenta putand fi limitata. Se poate folosi orice functie continua pentru a exprima modificarile amplitudinii in functie de distanta (liniara, exponentiala, etc). In plus, un camp bidimensional poate fi extins la o reprezentare tri-dimensionala, astfel incat un comportament dezvoltat in 2D va functiona si in 3D.Exista insa si dezavantaje, cel mai des intalnit fiind acela generat de faptul ca exista cazuri in care campurile multiple se sumeaza la un vector cu amplitudinea 0.

Aceasta situatie poarta denumirea de problema de minim local. Un astfel de exemplu este problema canionului inchis (engl. box canyon problem). Daca robotul ar fi atras de un punct aflat dincolo de peretele canionului, vectorul atractor ar anula vectorul de respingere creat de perete si robotul ar ramane pe loc deoarece toate fortele care actioneaza asupra sa s-ar anula.

Pentru evitarea situatiilor de minim local exista mai multe metode, dintre care cele mai importante sunt urmatoarele:

-folosirea unei scheme motoare care sa produca vectori cu amplitudine mica la perceperea unui zgomot aleator. Acest semnal de zgomot este utilizat pentru a scoate fortat robotul din punctul d eminim local;

-utilizarea tiparelor de navigatie (engl. navigation templates – NaT).

Motivarea utilizarii tiparelor de navigatie se bazeaza pe o observatie simpla, si anume faptul ca problemele de minim local apar de cele mai multe ori datorita intercatiunilor dintre campul de respingere generat de un comportament de evitare de obstacole si alte comportamente (de exemplu, un camp atractor generat de un comportament de deplasare la tinta). In cazul tiparelor de navigatie, comportamentul de evitare de obstacole va primi ca intrare vectorul

rezultat prin sumarea altor comportamente, care reprezinta directia in care s-ar deplasa robotul daca nu ar exista obstacole. Acest vector poarta denumirea de vector strategic. Pe baza vectorului strategic robotul va avea o indicatie a modului in care trebuie evitat obstacolul (la stanga, sau la dreapta).

Problema canionului inchis

Algoritmii Bug folosesc cea mai simpla cale utila a miscarii catre tinta ,daca nu exista un obiect considerat obstacol,caz in care obiectul este depasit pe marginea conturului pana cand miscarea catre tinta este din nou posibila .In acesti algoritmi sunt folosite numai ultimele valori de la senzori.

Algoritmii Bug ,in versiunile lor Bug 1 respectiv Bug 2 sunt metode simple pentru a depasii obstacolele aflate in cale pornind de la un punct de start (s) pana la un punct tinta (g) .Scopul algoritmilor este sa genereze un drum fara coliziuni pornind de la punctul s pana la g folosind metoda depasirii pe marginea conturului .Cele doua versiuni ale algoritmilor difera la conditia de trecere de la procedura de depasire pe contur la conditia de miscare catre tinta.

Considerand robotul ca fiind un punct aflat in plan miscandu-se de la s catre t si avand un senzor pentru detectia obiectelor.In algoritmul Bug 1 de indata ce obiectul i este detectat robotul face un contur complet al robotului incepand din punctul h 1 .Aceasta miscare are rolul de a evalua punctul distantei minime catre L1 .Robotul continua miscarea in conturul obiectului pana cand ajunge din nou in acel punct detectat ca minim unde isi continua drumul catre tinta .Tehnica asigura ca robotul va ajunge catre tinta

s-punctul de start

H1-punctul de intalnire al obiectului O2

L1-punctul de distanta minima in care robotul paraseste conturul obiectului O2

H2-punctul de intalnire al obiectului O1

L2-punctul de distanta minima in care robotul paraseste conturul obiectului O1

g-tinta

In algoritmii Bug 2 ,robotul are o cale mai mica de strabatut decat in BUG 1,si este mult mai eficient .Totodata sunt situatii in care acest algoritm nu este optim, de exemplu in structurile de tip labirint.

Metoda Bug 2

Simplitatea acestor algoritmi are insa si neajunsuri .Nici unul din aceste metode nu ia in seama cinematica robotului,si intrucat singurele date senzoristice care sunt luate in considerare sunt considerate doar cele recente ,zgomotul senzorilor are un efect masiv asupra performantelor.

Evitarea obstacolelor este o trasatura cheie a robotilor redundanti, care le permite sa se miste autonomi în jurul obstacolelor. Solutiile software sunt în general independente fata de structura senzoriala utilizata pe robot si în mediul exterior. Solutiile de evitare a obstacolelor sunt utilizate în combinatie cu maparea dinamica a zonei, planificarea traiectoriei si alte sisteme de control specifice în navigatie.Configuratia de control trebuie sa ofere solutia oportuna, pentru a beneficia de utilizarea redundantei în astfel de situatii.Evitarea obstacolelor pe durata pozitionarii efectorului final este inclusa, în mod obisnuit, în nivelul de programare a sarcinii sistemelor robot.

Evitarea obstacolelor în timp real este dificil de realizat datorita cantitatii vaste de date care trebuie sa fie comunicate între unitatea de procesare de nivel înalt si servosistemele robotului.

Unele strategii de explorare experimentate pentru mediului de operare virtual pot fi recomandate pentru explorarea mediului de lucru real. Strategia de evitare a obstacolelor ofera robotilor mobili reflexe specifice vietii si le permite sa navigheze într-un mod inteligent.

2.Adoptarea solutiei

2.1 Alegerea motoarelor

Sistemele de actionare sunt compuse dintr-un element de actionare, dintr-un dispozitiv de lucru (mecanism actionat) si traductorul de viteza si/sau pozitie. Elementul de actionare – motorul electric (sau electromotor) este un dispozitiv ce transforma energia electrica în energie mecanica. Transformarea inversa, a energiei mecanice în energie electrica, este realizata de un generator electricc. Nu exista diferente de principiu semnificative între cele doua tipuri de masini electrice, acelasi dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situatii diferite. Marea majoritate a elementelor de actionare functioneaza în trei regimuri,:

-regim de motor (primeste energie electrica si cedeaza sistemului actionat energie de natura mecanica);

-regim de generator (are o comportare exact opusa decât cea din regimul de motor);

-regim de frâna electrica (primeste atât energie electrica cât si energie de natura mecanica pe care le transforma în caldura).

Majoritatea motoarelor electrice functioneaza pe baza fortelor electromagnetice ce actioneaza asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic. Exista însa si motoare electrostatice construite pe baza fortei Coulomb si motoare piezoelectrice.

În ansamblu un sistem de actionare are rolul de a realiza un flux de energie (de la reteaua electrica prin elementul de executie, motor, transmisie, masina de lucru, proces tehnologic ) si un flux de comenzi conform cerintelelor unui anumit proces tehnologic.În foarte multe cazuri sistemul de actionare necesita si o automatizare el fiind completat si cu alte elemente ca: elementul de automatizare si traductoare.

Fiind construite într-o gama extinsa de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicatii: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimanta) pâna la actionari electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).

Indiferent de tipul motorului, acesta este construit din doua parti componente: stator si rotor. Statorul este partea fixa a motorului, în general exterioara, ce include carcasa, bornele de alimentare, armatura feromagnetica statorica si înfasurarea statorica.

Rotorul este partea mobila a motorului, plasata de obicei în interior. Este format dintr-un ax si o armatura rotorica ce sustine înfasurarea rotorica.

Între stator si rotor exista o portiune de aer numita întrefier ce permite miscarea rotorului fata de stator. Grosimea întrefierului este un indicator important al performantelor motorului.

Motorul de curent continuu

Motorul de curent continuu a fost inventat în 1873 de Zénobe Gramme prin conectarea unui generator de curent continuu la un generator asemanator. Astfel, a putut observa ca masina se roteste, realizând conversia energiei electrice absorbite de la generator.

Motorul de curent continuu are pe stator polii magnetici si bobinele polare concentrate care creeaza câmpul magnetic de excitatie. Pe axul motorului este situat un colector ce schimba sensul curentului prin înfasurarea rotorica astfel încât câmpul magnetic de excitatie sa exercite în permanenta o forta fata de rotor.

În functie de modul de conectare a înfasurarii de excitatie motoarele de curent continuu pot fi clasificate în:

motor cu excitatie independenta – unde înfasurarea statorica si înfasurarea rotorica sunt conectate la doua surse separate de tensiune

motor cu excitatie paralela – unde înfasurarea statorica si înfasurarea rotorica sunt legate în paralel la aceasi sursa de tensiune

motor cu excitatie serie – unde înfasurarea statorica si înfasurarea rotorica sunt legate în serie

motor cu excitatie mixta – unde înfasurarea statorica este divizata în doua înfasurari, una conectata în paralel si una conectata în serie.

Înfasurarea rotorica parcursa de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivalenti. Rotorul se deplaseaza în câmpul magnetic de excitatie pâna când polii rotorici se aliniaza în dreptul polilor statorici opusi. În acelasi moment, colectorul schimba sensul curentilor rotorici astfel încât polaritatea rotorului se inverseaza si rotorul va continua deplasarea pâna la urmatoarea aliniere a polilor magnetici.

Pentru actionari electrice de puteri mici si medii, sau pentru actionari ce nu necesita câmp magnetic de excitatie variabil, în locul înfasurarilor statorice se folosesc magneti permanenti.

Turatia motorului este proportionala cu tensiunea aplicata înfasurarii rotorice si invers proportionala cu câmpul magnetic de excitatie. Turatia se regleaza prin varierea tensiunii aplicata motorului pâna la valoarea nominala a tensiunii, iar turatii mai mari se obtin prin slabirea câmpului de excitatie. Ambele metode vizeaza o tensiune variabila ce poate fi obtinuta folosind un generator de curent continuu (grup Ward-Leonard), prin înserierea unor rezistoare în circuit sau cu ajutorul electronicii de putere (redresoare comandate, choppere).

Cuplul dezvoltat de motor este direct proportional cu curentul electric prin rotor si cu câmpul magnetic de excitatie. Reglarea turatiei prin slabire de câmp se face, asadar, cu diminuare a cuplului dezvoltat de motor. La motoarele serie acelasi curent strabate înfasurarea de excitatie si înfasurarea rotorica. Din aceasta consideratie se pot deduce doua caracteristici ale motoarelor serie: pentru încarcari reduse ale motorului, cuplul acestuia depinde de patratul curentului electric absorbit; motorul nu trebuie lasat sa functioneze în gol pentru ca în acest caz valoarea intensitatii curentului electric absorbit este foarte redusa si implicit câmpul de excitatie este redus, ceea ce duce la ambalarea masinii pâna la autodistrugere. Motoarele de curent continuu cu excitatie serie se folosesc în tractiunea electrica urbana si feroviara (tramvaie, locomotive).

Schimbarea sensului de rotatie se face fie prin schimbarea polaritatii tensiunii de alimentare, fie prin schimbarea sensului câmpului magnetic de excitatie. La motorul serie, prin schimbarea polaritatii tensiunii de alimentare se realizeaza schimbarea sensului ambelor marimi si sensul de rotatie ramâne neschimbat. Asadar, motorul serie poate fi folosit si la tensiune alternativa, unde polaritatea tensiunii se inverseaza o data în decursul unei perioade. Un astfel de motor se numeste motor universal si se foloseste în aplicatii casnice de puteri mici si viteze mari de rotatie (aspirator, mixer).

TRADUCTOARE PENTRU MISCARE DE ROTATIE SI LINIARA

Traductoarele se folosesc pentru a determina marimi ca deplasare, pozitie, unghi .

Acelasi lucru se poate spune si în cazul aplicatiilor care necesita determinarea vitezei si acceleratiei. Datorita principiului lor de lucru bazat pe scanarea fotoelectrica a unor modele codate optic, când este cazul unei deplasari liniare rezolutiile traductoarelor sunt de nivelul micrometrilor, iar pentru miscari de rotatie rezolutiile sunt de miimi de grad.

Comparativ cu traductoarele incrementale, traductoarele absolute au un avantaj foarte important: ele nu necesita o referinta

pentru initializare.

Traductoare incrementale de rotatie
-Numar de pulsuri de la 1 la 10000
-Buton pentru functie de învatare a pulsului zero.
-Opto-ASIC cu tehnologie încorporata
-Gama larga de flanse si arbori tubulari
-Diferite interfete electrice

Traductoarele incrementale de rotatie genereaza informatie cu privire la pozitie si unghi sub forma de impulsuri electrice. Numarul pulsurilor pe rotatie determina rezolutia dispozitivului. Pozitia individuala este determinata numarând aceste pulsuri fata de un punct de referinta. Atunci când traductorul este pornit necesita o operatie de initializare pentru determinarea pozitiei absolute.

Traductoarele de rotatie incrementale sunt utilizate în lumea întreaga în cele mai dure conditii de mediu. Constructia solida si adaptarea individuala a design-ului la cerintele utilizatorului reprezinta caracteristicile remarcabile ale acestei serii de traductoare.

Traductoare de rotatie absolute de tip single turn

-Numar de pasi de la 2 la 32768
-Stabilirea electronica a zeroului prin apasarea unui buton sau
printr-un semnal de comanda
-Diferite interfete

Traductoare de rotatie absolute de tip multiturn

-Numar de pasi pe rotatie 2 la 8192
-Numar maxim de rotatii: 8192
-Functia multiturn este realizata prin utilizarea unui mecanism
reductor
-Sistem senzorial MR cu tehnologie chip-on-board

Traductor incremental cu antrenare cu fir

-Interfete: TTL si HTL
-Masurarea unei cai liniare prin antrenare cu fir
-Masurare de înalta precizie
-Revenire sigura cu arc
-Fir de antrenare din otel de înalta flexibilitate
-Cu sau fara encoder integrat

Traductoare absolute cu antrenare cu fir

-Interfete: SSI, Profibus, DeviceNet si CANopen
– Masurarea unei cai liniare prin antrenare cu fir
– Masurare de înalta precizie
– Revenire sigura cu arc
– Fir de antrenare din otel de înalta flexibilitate
– Cu sau fara encoder integrat

Traductoarele absolute si incrementale antrenate cu fir pot masura lungimi de pâna la 50m. Acest tip de traductoare consta dintr-un mecanism cu tambur antrenat cu fir si traductorul propriu-zis. Rotatia tamburului este proportionala cu lungimea ce trebuie masurata. Aceasta miscare este determinata de traductor si convertita în semnal de masurare. Este oferita astfel informatie de înalta rezolutie despre pozitie si distanta pentru masurare liniara, chiar si în conditii dificile de mediu.
Combinatia dintre mecanismul cu tambur antrenat cu fir si traductoarele absolute sau incrementale, permite realizarea de solutii de masurare pentru aproape toate tipurile de aplicatii.

Traductoare pentru miscare liniara

– Lungime maxima de masurare 1.700 m
– Rezolutie 0,1 mm
– Diferite interfete
– Fara contact / fara uzura

ATM 60/ATM 90 –
traductoare de rotatie multitura foarte robuste si sigure.

Toate proiectele de traductoare multitura utilizeaza reductoare mecanice. Aceste traductoare ofera informatie sigura si fara interferente.

Dispunând de diferite tipuri de flanse de prindere, de arbori normali sau tubulari, de iesire cu conectori sau cabluri, traductoarele incrementale de rotatie permit practic implementarea în orice aplicatie.

Prin posibilitatea de utilizare a unor interfete ca: SSI sau RS 422, Profibus, CANopen sau tehnologie de magistrala DeviceNet, toate interfetele curente sunt disponibile pentru cerintele aplicatiilor de automatizare de astazi.

Multumita aceste game largi de produse, exista numeroase posibile aplicatii, ca de exemplu: masini unelte, masini în industria textila, masini pentru industria lemnului, masini de ambalat, generatoare eoliene. Rezolutia oferita este de pâna la 26 biti.

Servomotoare

Notiunea de servomotoare se refera la motoare electrice cu puteri mai mici de 1 kW si care sunt susceptibile la reglajul turatiei.

. Servomotoarele de curent continuu prezinta urmatoarele caracteristici:

reglarea vitezei în limite foarte largi si cu ajutorul unei scheme de reglaj relativ simple

caracteristici de reglare si mecanice liniare în cazul comenzii prin indus

cuplul de pornire ridicat, capacitatea de supraîncarcare ridicata

gabarit si greutate specifica mica

constanta electromecanica de timp redusa

absenta autopornirii.

Utilizarea lor este în schimb îngradita de prezenta colectorului.

Constructiv servomotoarele de curent continuu sunt formate din aceleasi elemente ca si motoarele de curent continuu. Unele servomotoare au o excitatie formata din magneti permanenti.

Pe lânga constructiile obisnuite, în ultimii ani, o raspândire tot mai larga o au servomotoarele cu întrefier axial.

Reglajul vitezei de excitatie se face prin:

variatia tensiunii indusului

variatia curentului de excitatie.

Reglajul prin indus.

În acest caz curentul de excitatie este constant, excitatia putând fi realizata cu magneti permanenti. Schema electrica este redata în figura 1.

Figura 1.

Schema electrica a servomotorului de c.c. cu excitatie independenta

Reglajul prin excitatie

Acest procedeu, cu toate ca necesita o putere de comanda mai mica decât reglajul prin indus, este mai putin utilizat deoarece prezinta caracteristici de reglaj neliniare.

Metoda se caracterizeaza prin tensiunea indusului constanta, UA = const.

Analizând ansamblul caracteristicilor celor doua tipuri de reglaje, se remarca faptul ca reglajul prin indus este mai favorabil deoarece prezinta caracteristici liniare.

Din acest motiv se utilizeaza din ce în ce mai frecvent servomotoare de curent continuu cu excitatie prin magnet permanent.

Constructiv, servomotoarele de curent continuu prezinta aceleasi elemente ca si masinile de curent continuu clasice, particularitatile constructive fiind legate de gabaritele mici, momentele de inertie reduse si gama mare de viteza la care trebuie sa functioneze.

Dupa tipul lor constructiv, servomotoarele de curent continuu se pot împarti în trei categorii:

cu rotor cilindric,

cu rotor disc (sau cu întrefier axial),

cu rotor pahar (cu bobina mobila).

Schema electronica a servomotorului

Alegerea motorului :

Datorita simplitatii comenzii,interfetei simple cu placa de dezvoltare Parallax si capacitatea mica de incarcare a lagarului s-a ales folosirea servomotoarelor pentru comanda robotului

2.2 Alegerea microcontrollerului ,a placii de dezvoltare si a

senzorilor

Placa de dezvoltare este o placa electronica care contine un microprocessor si suportul logic minim necesar pentru a interactiona cu acesta prin conectarea diferitelor device-uri la pini I/O ai placii.Placa difera fata de un calculator PC,prin simplitate si prezenta doar a strict necesarului pentru controlul microcontrollerului

Microcontrollerele sunt componente electronice care inglobeaza in ele majoritatea componentelor dintr-un calculator PC, bineinteles toate de mai mici dimensiuni.

Astfel acestea au:

-unitate centrala,

-porturi,

-memorii,

-convertoare analog numerice(o parte din ele)

Incepand de la primul microcontroller realizat in 1969 ,aceasta industrie a fost intr-o permanenta dezvoltare ,capacitatiile de memorie si de viteza crescand exponential.

Cele mai utilizate microcontrollere sunt cele de la

-Pic (produs de Microchip)

-Basic Stamp (produs de Parallax)

-Atmel (produs de AMD)

Pentru construirea robotului am ales placa de dezvoltare si microcontrollerul de la Parallax datorita simplitatii de utilizare,costului redus,si interactiunea simpla cu calculatorul realizata cu programul Pbasic

Alegerea senzorilor folositi in proiect

Pentru detectarea obstacolelor s-au luat in considerare urmatorii senzori

-senzorii cu infrarosu

-senzori ultrasonici

Senzorii cu infrarosu

Undele electromagnetice infrarosii se afla pe scara lungimilor de unda (sau a frecventelor) între microunde si domeniul vizibil. Domeniul infrarosu apropiat este limitrof cu domeniul vizibil, iar domeniul infrarosu îndepartat este limitrof cu microundele. Undele infrarosii îndepartate au lungimea de unda mare, de dimensiunea vârfului unui ac, iar cele din domeniul infrarosu apropiat au lungimea de unda de dimensiunea microscopica.

În figura de mai jos sunt prezentate lungimile de unde din domeniul infrarosu al undelor electromagnetice.

Pentru modularea generatorului de IR se poate folosi un circuit temporizator LM555, intr-o schema de senzor de proximitate, prin reflexie

Circuitul de temporizare 555 (fig.1 si fig.2) se poate afla în doua forme de capsule: capsula metalica, rotunda – tip T sau capula din plastic, paralelipipedica (mai des întâlnita) – tip V.

Fig.1 Fig.2

Circuitul echivalent este reprezentat în schema bloc din fig.3 reprezentând functiile de control, semnalul trigger, detectoare de nivel sau comparatoare de nivel, circuit baculant bistabi RS si etaj tampon de iesire care inverseaza faza semnalului de la iesirea complementara (Q) a CBB.

Fig.3 Fig.4

Unele dintre cele mai importante caracteristici ale circuitului sunt: tensiunea de alimentare care poate fi în domeniul 4,5 – 18 V, curentul de alimentare cu valori cuprinse în intervalul 3 – 6 mA si timpul de crestere/descrestere de 100ns. Pentru o tensiune de 15V rezistenta totala maxima pentru R=(Ra + Rb), este 20 MΩ. . În situatia în care tensiunea de iesire este la nivel ridicat, curentul de alimentare este de 1 mA sau mai mic. Precizia temporizarii unui monostabil este în general 1% din valoarea sa calculata si da un dift neglijabil (0.1 % / V) din tensiunea de alimentare.

Toate schemele de temporizare cu 555 au în structura lor un condensator extern care determina intervalele de timp off-on ale pulsului de intrare. Se stie ca un condensator (C) are nevoie de o interval finit de timp pentru a se încarca sau descarca printr-un rezistor (R). Acesta este definit de constanta de timp RC si poate fi calculat din valorile rezistentei si capacitatii.

În figura 4 este prezentat oscilator. In aplicatia ca senzor, se regleaza frecventa oscilatorului la 38 kHz, la care are sensibilitatea maxima receptorul de tip TSOP 1738 (firma Vishay).

Circuitul de sarcina RC în forma cea mai simpla. Presupunem ca initial condensatorul este descarcat. Când întrerupatorul este închis, condensatorul începe sa se încarce prin rezistor. Tensiunea prin condensator creste de la zero la o valoare egala cu cea a tensiunii continue de alimentare aplicata. Curba de sarcina a circuitului este ilustrata in fig5.

Fig.5

Timpul necesar condensatorului sa se încarce cu 63.7 % din tensiunea aplicata se numeste constanta de timp (τ). Aceasta constanta de timp poate fi calculata cu expresia:

τ =R*C

Presupunând ca rezistenta are valoarea de 1 MΩ si capacitatea condensatorului este de 1 μF, constanta de timp va fi τ = 1s. Presupunând în continuare ca tensiunea aplicata este de 6 V, condensatorul se va încarca cu aproximativ 3.8 V (0.632⋅6=3.8) într-o secunda. Privind curba din figura 6 constatam ca avem nevoie de 5s pentru ca tensiunea pe condensator sa ajunga la egala cu tensiunea aplicata .

Senzorii cu ultrasunete

Ultrasunetele folosesc o frecventa de semnal superioara auzului omului.In general auzul omului este limitat la aproximativ 20 kHz.

Importanta practica a ultrasunetelor este legata de lungimea de unda mica a acestora. Din aceasta cauza, de exemplu, ultrasunetele pot fi emise si se propaga ca si razele de lumina sub forma de fascicule, spre deosebire de sunetele obisnuite care se împrastie în toate directiile. Astfel se constata experimental ca daca lungimea undei emise este mai mica decât dimensiunile liniare ale sursei unda se va propaga în linie dreapta sub forma de fascicul. În afara de aceasta, datorita lungimii de unda mici, fenomenul de difractie (ocolirea obstacolelor) nu apare decât pentru obstacolele de dimensiuni foarte mici în timp ce sunetele obisnuite ocolesc practic aproape orice obstacol întâlnit în cale.

Ultrasunetele sufera reflexia si refractia la suprafata de separare a doua medii diferite la fel ca undele luminoase. Folosind acest fenomen au fost construite oglinzi concave sau lentile speciale care sa concentreze într-un punct fascicule de ultrasunete.

Deoarece intensitatea undelor sonore este proportionala cu patratul frecventei, energia transportata de ultrasunete este mult mai mare decât energia sunetelor de aceeasi amplitudine. Pe de alta parte în cazul ultrasunetelor fenomenul de absorbtie care apare la propagarea tuturor oscilatiilor elastice devine foarte important. Intensitatea undei elastice scade cu distanta de la sursa dupa o lege exponentiala I = I0 e-kr. Se poate arata atât teoretic cât si experimental ca k depinde atât de caracteristicile mediului (densitate, vâscozitate, caldura specifica etc.) cât si de frecventa undei care se propaga crescând cu patratul frecventei. Din aceasta cauza practic nu putem obtine propagarea ultrasunetelor, de exemplu în aer, la o distanta mai mare de un kilometru. Mai mult, un ultrasunet de o frecventa de cca. 3000 kHz este practic absorbit complet, la o distanta de cca. 0,6 cm. În lichide coeficientul de absorbtie este de 2-3 ordine de marime mai mic decât în aer, iar în solide si mai mic, intensitatea ultrasunetelor fiind mult mai putin atenuata.

Datorita frecventei mari si a energiei mari pe care o transporta, ultrasunetele produc o serie de efecte fizico-chimice dintre care mentionam : distrugerea starilor labile de echilibru; încalzirea mediului; formarea de sisteme disperse (emulsii si suspensii) si distrugerea de astfel de sisteme (coagulari); influentarea potentialelor electrochimice si a pasivitatii metalelor; voalarea placilor fotografice; cresterea vitezei unor reactii chimice; explozia substantelor putin stabile (de exemplu iodura de azot) etc.

          Proprietatile ultrasunetelor permit folosirea lor într-o mare varietate de aplicatii practice.
          Ultrasunetele produc încalzirea si redistribuirea substantei din celulele vii ceea ce duce la folosirea lor în terapeutica (încalzirea anumitor tesuturi si masaje adânci) precum si la conservarea alimentelor (prin folosirea unor ultrasunete de frecventa si intensitate potrivita care distrug microorganismele).
          O alta aplicatie a ultrasunetelor este legata de masurarea adâncimii marilor. În esenta procedeul este acelasi ca si în cazul folosirii sunetelor obisnuite, prezentând însa avantajul fasciculelor dirijate. De asemenea se pot produce semnale foarte scurte ceea ce mareste precizia masurarii intervalului de timp dintre producerea semnalului direct si înregistrarea celui reflectat.
Ultrasunetele se folosesc în diferite procese tehnologice cum ar fi : spalarea, curatarea, uscarea sau sudarea unor corpuri si de asemenea pentru prelucrarea unor piese.

Principiul detectarii obiectelor cu ultrasunete

Concluzii privind alegerea senzorilor:

Pentru detectarea obstacolelor s-a optat pentru folosirea senzorilor cu ultrasonic datorita faptului ca sunt unii dintre cei mai utili si eficace senzori din dotarea robotilor mobili. Ei permit masurarea suficient de precisa, fara contact, a distantelor fata de alte obiecte din mediu si asigura astfel premizele pentru unele dintre cele mai importante activitati ale robotilor autoreconfigurabili:

– Identificarea pozitiei si orientarii altor module, în vederea unei

eventuale atasari si cuplari;

– Identificarea obstacolelor din mediu înconjurator, cu pozitia si

configuratia lor, în vederea stabilirii unei strategii optime pentru

ocolirea lor, dar si pentru o eventuala reconfigurare, în vederea

abordarii lor directe;

– Masurarea distantei fata de unele repere, fixe sau mobile din mediu,pentru ancorarea propriei pozitii în spatiul de lucru

2.3 Solutia constructiva a partilor mecanice –inclusiv proiectarea reperelor mecanice

Pentru constructia mecanica a tancului,proiectarea s-a realizat in programul SolidWorks,s-a ales folosirea unei singure table in detrimentul coltarelor datorita rigiditatii superioare obtinute,iar pentru lagare s-a optat pentru lagarele de alunecare in detrimentul rulmentilor datorita simplitatii,si gabaritului

Desenele de executie realizate in SolidWorks sunt prezentate in capitolul ‚Memoriu grafic’

3.Descrierea si functionarea robotului

3.1 Prezentarea generala a robotului

1-placa dezvoltare parallax

2-structura mecanica

3-senila

4-rola activa

5-buton on/off

6-rola pentru intinderea senilei

7-buton reset

8-rola pasiva

9-suport senzor ultrasonic Ping

10-senzor ultrasonic dreapta

11-senzor ultrasonic centru

12-senzor ultrasonic stanga

13-conexiuni I/O

1-suport baterii

2-baterii

3-servomotor stanga

4-servomotor dreapta

3.2 Senzorii ultrasonici utilizati

Senzorul Ping)) de la Parallax are configuratia si structura prezentata in figura de mai jos

Acest senzor are urmatoarele caracteristici:

Tensiune de alimentare – 5V cc.;

Curent absorbit: 30 mA tipic, 35 mA maxim;

Domeniu de masurare – între 2 cm si 3 m;

Impulsul de declansare a masurarii: impuls pozitiv TTL, 2μs minim,

5μs tipic;

Semnal receptat ca ecou: impuls pozitiv TTL, între 115 μs si 18,5 ms;

Frecventa de baleiere: 40 KHz pentru 200 μs;

Timp de întârziere pâna la urmatoarea masurare: 200 μs:

Dimensiuni – 22 mm x 46 mm x 16 mm.

Un avantaj major al acestui senzor consta în faptul ca nu necesita decât o singura linie I/E a unui procesor numeric

Configuratia pinilor senzorului ultrasonic

Senzorul detecteaza un obiect si permite masurarea distantei pâna la el prin emiterea unui scurt impuls cu frecventa de 40 KHz (domeniul ultrasonic),

care se deplaseaza cu viteza sunetului în aer, de 340 m/s, si asteptarea si sesizarea ecoului, determinat de reflectarea undelor de catre obstacol

Principiul de lucru al unui senzor ultrasonic

Succesiunea de semnale corespunzatoare unei masurari este :

Procesorul care comanda senzorul emite un impuls dreptunghiular (figurat cu linie groasa), de durata tout, de 5 μs (minim 2 μs);

Pe parcursul timpului tholdoff de 750 μs, senzorul emite semnalul în ultrasunete, cu frecventa de 40 MHz, de durata tburst = 200 μs, pozitionând linia de comunicatie cu procesorul pe nivelul 1 logic.

Când receptioneaza ecoul, senzorul comuta linia pe nivelul 0 logic,astfel încât timpul tin, cuprins între o limita minima, tin-min = 115 μs si o limita maxima, tin-max = 18,5 ms, va fi proportional cu distanta pâna la obstacol.

Secventa de semnale corespunzatoare unei masurari

Undele ultrasonice se propaga sub forma unui con, astfel încât energia este maxima de-a lungulaxei conului (axa acustica) si descreste odata cu apropierea de generatoare. Pentru a fi perceput, un obiect trebuie sa se gaseasca în interiorul acestui con.

Obiectul investigat nu este sesizat

Sunt importante câteva consideratii

– Sensibilitatea detectarii se modifica în functie de pozitia obiectului reflectant fata de axa principala (acustica).

– Razele ultrasonice pot suferi reflectii multiple sau reflectii parazite, furnizând informatii eronate despre distanta.

– Datorita unghiului relativ mare al fasciculului ultrasonic, o singura masurare asigura o informatie relativa cu privire la pozitia obiectului investigat.

Obiectul investigat este sesizat la limita conului razelor ultrasonice

Investigarea spatiului din jurul modulului robotului impune, fie rotirea senzorului cu un unghi masurat exact, fie o retea de senzori ultrasonici, disputi circular la un anumit unghi (uzual 15°).

4.Memoriu calcul

4.1 Elementele geometrice ale minirobotului

h1 = h/2 pozitia liniei primitive , la nivelul insertiei curelei

Diametrele echivalente de calcul:

de1= d1 + 2h1 = 40 + 1 = 41 mm

de2= d2 + 2h1 = 15 + 1 = 16 mm

Calcul ψ

m = = 35,355 mm

s =

q = =

q = 33,072 mm

γ = arcsin= arcsin = 20,705 deg

δ = arctg = 28,74 deg

ψ = δ – γ = 8,035 deg

Determinarea distantei intre axe a

Se cunoaste lungimea primitiva a curelei : Lp = 362 mm

α1 = 180 – ψ = 171,965 deg

α2 = ψ = 8,035 deg

Lp = 2 = 2

Lp = 2a – 2c +de1 α1 + de2 α2 + 2q

Se obtine a = 0.118 m

4.2 Calculul cinetostatic

Frecarea in fusuri role

Daca R este rezultanta fortelor ce actioneaza pe axa unei role :

Mf = μR

μ = coeficient de frecare in lagar

Acest moment este echivalent cu o modificare in tensiunea curelei :

ΔT = 2

Coeficientul de frecare μ = 0,05…..0,15 pentru ungere saraca ;

cuplul de materiale OL/Bz ;

Se accepta μ = 0,15

4.3 Incarcarea globala a minirobotului in stare dinamica

4.3.1 Determinarea fortei de tractiune la rola motoare in functie de parametrii impusi ( unghi de inclinare traseu,viteza de deplasare,acceleratie )

α = inclinarea traseului

ac = acceleratia traseului

C = centrul de greutate

Ff2 , Ff3 , Ff4 = fortele de frecare corespunzatoare (repartizate) celor 3

role de contact cu traseul

f = distanta de la centrul de greutate la axa rolelor de contact cu traseul

Se ataseaza sistemul de coordonate xoy cu axa ox inclinata cu unghiul α

Fn2 , Fn3 , Fn4 = fortele normale corespunzatoare rolelor 2 , 3 , 4 , la

contactul cu traseul

Fi = forta inertiala cu punctul de aplicatie in centrul de greutate c

Fi = mac masa sistemului tanc

Se scriu urmatoarele ecuatii de echilibru a sistemului tanc , tinand cont ca sunt 2 randuri de senile :

(1) 2( Fn2 + Fn3 + Fn4 ) = Gcosα – proiectie pe axa y

(2) 2( Ff2 + Ff3 + Ff4 ) = Gsinα + Fi – proiectie pe axa x

fata de punctul P aflat pe axa de simetrie , la contactul cu terenul , se scrie ecuatia de echilibru a momentelor :

( Fi + Gsinα )ht = 2 (Fn4 b – Fn2 b)

Sistemul de ecuatii format de ecuatiile (1) , (2) , (3) este nedeterminat (numar de necunoscute mai mare decat numarul de ecuatii) si mecanic este un sistem static nedeterminat .

De aceea se adopta conditia :

(4) Fn2 + Fn4 = 2 Fn3 – (crestere uniforma – lineara a fortelor

normale)

introducand in (1) rezulta :

6 Fn3 = Gcosα ;

deci :

Fn3 =

In plus se noteaxa :

(6) Ff = Ff1 + Ff2 + Ff3 forta de tractiune pe o senila (curea)

In continuare se lucreaza cu parametrii α si ac (3)

Relatia (2) devine :

2Ff = Gsinα + Fi , deci

Ff = (2` )

Respectiv :

Ff(α , ac) = (7)

Din relatia 3 rezulta :

Fn4 – Fn2 =

Fn4 – Fn2 =

Si impreuna cu relatia (4`)

Fn4 – Fn2 = 2 Fn3

Prin adunare :

2Fn4 = 2 Fn3 +

respectiv :

Fn4 = Fn3(α) +

Fn2 = 2 Fn3 – Fn4 = 2 Fn3 – Fn3 –

Pentru realizarea calculelor s-a folosit programul Mathcad cu urmatoarea structura :

(dimensiunile marimilor liniare ale valorilor de mai jos sunt in S.I)

Calculul dist intre axe

Calculul cinetostatic

Influenta frecarii in fusuri

Roata 1

Considerand T1 cca T0:

Roata 2

Considerand Mf2 cca 0

Global :

N m

La iesire din reductor

4.3.2 Determinarea puterii necesare

unde urmatorii parametrii reprezinta:

α=,inclinarea traseului

ac=0.2 ,acceleratia in miscare

v=0.25 ,viteza de deplasare

4.4 Alegerea servomotorului

Tinand cont ca :

viteza de deplasare a tancului este 0.25 m/s ,

rola activa are 0.04 m dimetru ,

conform formulei v=ωr ,unde r=d/2 se afla

ω (viteza unghiulara in rad/s )

ω=12.5 rad/s

turatia se calculeaza din formula ,

rezulta =119 rot/min

Tinand cont ca puterea consumata calculata pentru deplasarea robotului mobil este de 1,692 W si estimand randamentul reductorului η=0.6 rezulta o putere necesara (utila) la iesirea din reductor de

2.82 W

Luand un coeficient de calcul c=1.3 (eventual pentru viteze de deplasare superioare celei stabilite de 0.25 m/s ) rezulta o putere la iesirea din servomotor Pe=3.7 W

In functie de acesti parametrii, la nivelul iesirii din motoreductor (n,Pe ) se va face alegerea motorului.

Este necesar un servomotor cu turatia in gol(fara sarcina) respectiv cuplul superioare celor determinate.

Mte=292.85 Nmm

Pentru alegerea servomotorului au fost consultate cataloagele principalelor firma din domeniu :Maxon,Portescap,Futaba .Mentionam ca firma Crouzet nu are in fabricatia de serie motoare,respectiv servomotoare de curent continuu cu tensiuni de alimentare sub 12 V.

Firma Maxon Motor produce servomotoare de curent continuu in gama variata de puteri si de tensiuni de alimentare (pana la ordinul sutelor de E),cu diametre ale motorului incepand de la 12 mm,reductoare (cilindrice cu dinti drepti,planetare,armonice) si blocuri electronice de comanda

Firma Portescap este specializata in micromotoare de curent continuu de ordinul watilor si produce si reductoare compatibile cu micromotoarele.

Firma Futaba este specializata in realizarea de servotoare de curent continuu de puteri relativ mici cu aplicatii in robotica ,si colaboreaza cu firma Parallax-U.S.A care produce module electronice de comanda in acelasi domeniu pentru o compatibilitate mai mare intre servomotor si modulul electronic de comanda.

Din acest punct de vedere se alege un servomotor Futaba

Ca observatie se remarca tendinta firmelor prezentate de a realiza servomotoare cat mai performante de dimensiuni mici,prin utilizarea unor materiale speciale (AlNICO,NEODIMIUM) pentru magnetii din constructia motoarelor de curent continuu

Alegerea tipului de servomotor Futaba

In prima faza se aleg doua servomotoare cu caracteristici compatibile cu cerintele impuse ,respectiv:

1 servomotorul-tip FUTMO 521 cu caracteristicile:

-tensiune de alimentare 6V

-cuplu 53 oz inch

-viteza unghiulara

2 servomotorul-tip FUTMO 523 cu caracteristicile:

-tensiune de alimentare 6V

-cuplu 62 oz inch

-viteza unghiulara

Se fac transformarile in unitatii de masura S.I si tinand cont de conversia

1 inch=0.024 m

1 kg=32.15 oz

rezulta :

pentru servomotorul 1: M1=422.9 Nmm

n1=166

pentru servomotorul 2: M1=494.7 Nmm

n1=111.1

Concluzie : Servomotorul 2 nu corespunde cerintelor tehnice necesare referitoare la turatia de iesire n2=111.1 <119 si tinand cont ca datele tehnice specificate in catalogul Futaba sunt fara sarcina la iesire (in gol)

Se alege servomotorul tip FUTMO52A cu datele tehnice principale mentionate : : M1=422.9 Nmm

n1=166

si tinand cont de gradientul [] asigura functionarea tancului in regim optim si pentru parametrii superiori impusi(inclinarea traseului,acceleratia,viteza)

Alte caracteristici tehnice ale servomotorului ales prezentat in figura.

-intensitatea curentului fara sarcina 160mA

-dimensiuni 40,6mm x 20mm x 37.8mm

-greutate(massa)=50g

Servomotorul al carui desen deailat este prezentat in memoriul grafic are in componenta un reductor cu 4 trepte de transmisie si raport de transmisie i=113.9

Rotile dintate din componenta reductorului sunt din masa plastica (exista si varianta cu roti metalice),si pentru incadrarea in gabaritul impus s-au ales solutii constructive originale.

In principiu el este compus din 2 carcase (capace) si o carcasa intermediara pe care se monteaza reductorul –toate din masa plastica

La iesirea din reductor ,arborele este canelat triunghiular (600) pentru o fixare sigura a rotii motoare

4.5 Calculul microreducor

4.5.1 Schema cinematica

4.5.3 Calcul detailat prima treapta

Conform schemei cinematice treapta I are :

z1 = 15

z2 = 62

m = 0,25 mm

u = raportul de angrenare

u = = 4,1333

a0 – distanta de referinta intre axe

a0 = = 9,625 mm

a – distanta dintre axe impusa

a = 9,7 mm

i12 = raport de transmitere

i12 = = = 4,1333

αw = unghiul de angrenare efectiv

din relatia : a = a0 , rezulta :

cos αw = , unde α = unghiul de referinta al cremalierei ;

α = 200

αw = arcos = arcos

αw = 21,183 grade

Coeficientul de deplasare

x1 – pentru roata z1

x2 – pentru roata z2

din relatia : x1 + x2 = din [4]

invα = tgα – α

xt = x1 + x2 = = 0,3086

unde : xt este coeficientul de deplasare totala ; se considera o deplasare egala pentru ambele roti

deci : x1 = x2 = 0,1543 (angrenaje deplasate nesimetric)

h- coeficientul capului dintelui

h- coeficientul piciorului dintelui

pentru cremaliera de referinta de mecanica fina :

m < 1 , se alege :

h= 1

h= 1,5

α = unghiul de referinta al cremalierei

α = 200

c = coeficientul jocului la piciorul dintelui

c = 0,5

d = diametrul de divizare

d = mz

d1 = mz1 = 0,25 x 15 = 3,75 mm

d2 = mz2 = 0,25 x 62 = 15,5 mm

dw – diametrul de rostogolire , dw1 , respectiv dw2 – pentru roata 1 si pentru roata 2

dw1 = , unde : a = 9,7 si u = = 4,133

dw1 = = 3,779 mm

dw2 = = = 15,621

db – diametrul cercului de baza

db = mzcosα

db1 = 0,25 x 15 x 0,93969 = 3,524 mm

db2 = 0,25 x 62 x 0,93969 = 14,565 mm

αp – unghiul de presiune la capul dintelui

αp = arcos

unde da – diametrul capului dintelui (exterior)

da = df + 2h

df – diametrul piciorului dintelui (interior)

h – inaltimea dintelui

h = a –

c – jocul la fund

c = 0,5 m

df = d – 2 (h0f – x)m

df1 = 3,75 – 2 (1,5 – 0,1543)0,25 = 3,077 mm

df2 = 15,5 – 2 (1,5 – 0,1543)0,25 = 14,827 mm

h = 9,7 – – 0,5 x 0,25 = 0,625

da – diametrul exterior al capului dintelui

da = df + 2h

da1 = 3,077 + 2 x 0,625 = 4,327 mm

da2 = 14,827 + 2 x 0,625 = 16,077 mm

αp – unghiul de presiune le capul dintelui

αp = arccos = arccos

αp1 = arccos = arccos 0,81442

αp1 = 35,47 grade

αp2 = arccos = arccos 0,905952

αp2 = 25,047 grade

sa – arcul de cap la capul dintelui , pentru a verifica ascutirea capului dintelui (latimea pe diametrul exterior al capului dintelui)

sa = da , unde s este arcul de divizare al dintelui

s = ( 0,5 π + 2x tgα) m ,identic pentru ambele roti pentru ca au acelasi coeficient de corijare

s = ( 0,5 x 3,14 + 0,1543 x 0,36397) x 0,25 = 0,421

sa1 = da1

sa1 = 4,327 = 0,1448 mm

sa1 = 0,145 > 0,2 m = 0,05 mm

sa2 = da2

sa2 = 16,077 = 0,191 mm

sa2 > 0,2 m = 0,05

= 0,582

= 0,764

alunecarea specifica : Alsp

Alsp1 =

Alsp2 = ( u + 1)(1 + )

Alsp1 = = 0,567

Alsp2 = 5,133 (1 – ) = 0,876

Unghiul de presiune in punctele de inceput si sfarsit al angrenarii

tgαs = (1 + i12) tgαw – i12 tgαa2

tgαs = ( 1 + 4,133 ) x 0,38721 – 4,133 x 0,46631 = 5,133 x 0,38721 – 1,927 = 0,060548

αs = 3021’

tgαu2 = (1 + i12) tgαw – i12 tgαa1

tgαu2 = ( 1 + 4,133 ) x 0,38721 – 4,133 x 0,71329 = 5,133 x 0,38721 – 2,94824 = 0,96057

tgαs2 =

tgαs2 = =

tgα = = = 0,014649

α = 52’ = 0,860

Numarul de dinti peste care se masoara cota peste dinti

N =

N1 = = 2,1 ; se rotunjeste N1 = 2

N2 = = 7,3 ; se rotunjeste N2 = 7

Calculul cotei peste dinti

WN = m [ 2,95213 (N-0,5) + 0,014005 z + 0,68404x ]

WN1 = 0,25 [ 2,95213 x 1,5 + 0,014005 x 15 + 0,68404 x 0,1543 ]

WN1 = 1,189 mm

WN2 = 0,25 [ 2,95213 x 6,5 + 0,014005 x 62 + 0,68404 x 0,1543 ]

WN2 = 5,055 mm

Grad de acoperire

ε =

ε =

ε = = 1,56 > 1,15

Scurtarea capului dintelui se ia 0

Joc picior = 0,5 m = 0,5 x 0,25 = 0,125 mm

4.5.4 Calculul de rezistenta al rotii din prima treapta

Prima treapta a reductorului din componenta servomotorului e formata din rotile dintate

z1=15, z2=65,m=0.25 .

Dat fiind faptul ca materialul pinionului z1 este OLC45 imbunatatit ,respectiv poliamida 6.6 pentru roata condusa z2 ,calculul de rezistenta se face pentru z2,deoarece materialul plastic are capacitate portanta scazuta.

Efortul unitar la baza dintelui(la solicitarea de incovoiere) se calculeaza cu formula

σr= unde :

Pt – forta tangentiala care apare in angrenarea corespunzatoarea momultulul Mt de transmis

B – latimea rotii dintate z2

m – modulul rotii dintate z2

qf – coeficient de forma ,care depinde de numarul de dinti z2=62 si coeficientul de corijare 0,15 a carui valoare este luata din diagrama 5.2.1 [cartea 4 din bibliografie]

qf=2,5

kd – coeficient dinamic a carui valoare se stabileste din diagrama 5.2.3[cartea 4 din bibliografie] in functie de viteza periferica a rotii si clasa de precizie

v2=ω2 Rr2 =

Kd=1,1

Kε – coeficient ce tine cont de gradul de acoperire ε calculat : ε = 1,56

Kε =

Kc – coeficient de repartitie longitudinala a sarcinii , a carei valoare din diagrama 5.2.4. (cartea 4 din bibliografie) , in functie de clasa de precizie (5;6) , modul de rezemare simetric si raportul :

Kc2 = 1,03

Pt2 =

Mt2 = 9549,3

n2 =

N2 = puterea la roata 2 , afectata de randamentul angrenarii η = 0,98

Rezulta : Pt2 = 0,5 N

Si efotul unitar σ la baza dintelui

σR2 =

care trebuie sa fie mai mica decat σaR – rezistenta admisibila

Pentru calculul rezistentei admisibie se foloseste formula :

σaR =

unde :

Kt – coeficientul ce tine cont de temperatura de functionare (max.400) , se alege din fig.5.2.17 (cartea 4 din bibliografie) Kt = 1,25

KN – coeficientul numarului de cicluri care nu se ia in considerare pentru ca valoarea lui σRlim se va alege in functie de numarul de cicluri

Kv = coeficient de viteza periferica Kv = 1,1

Kf = coeficientul de frcventa , in functie de frcventa de angregare

f2 = un2 u = depinde de numarul de roti aflate in angrenare

Kf = 1,33 pentru ca f2 > 2000cicl/min

σRlim se ia 30n/mm2 , pentru poliamida 6.6 tinand cont ca numarul de cicluri :

N = 60 n2 10000 = 1969,26 106 cicluri

Rezulta ca :

σaR = 16,40 N/mm2

Deci :

σR2 = 3,77 N/mm2 < σaR = 16,40 N/mm2

Concluzie : dimensionarea reductorului este corecta

4.5.5 Calculul lagaruirii lagarului de iesire

Pe arborele de iesire conform figurii este montata roata care antreneaza senila(curea) si totodata face corp comun cu roata dintata z8=40 dinti ,modulul 0.4 conform schemei cinematice a reductorului din cadrul servomotorului de curent continuu.

Calculul se face pentru determinarea presiunii specifice respectiv incalzirii lagarului de alunecare de diametru d1=3mm respectiv

d2= 3 mm

Atat roata de curea cat si roata dintata introduc forte care solicita arborele atat in plan vertical(forte radiale) cat si in plan orizontal (forte tangentiale)

Calculul fortelor introduse de roata de curea

Se cunosc din calculele anterioare : T0=5N ,T4=6,768 , unghiul ψ=8,035

Prin insumare vectoriala rezulta forta conform formulei

Fc=

α=(90-8.035) deg = 81.962

cos α/2 = 0.75471

rezulta Fc=11,04 N

Componentele fortei Fc in plan vertical ,forta radiala Frc si in plan orizontal forta tangentiala Ftc se calculeaza cu formulele urmatoare

Ftc=Fc * cos α/2 =8.33 N

Frc=Fc * sin α/2 =7.25 N

Calculul fortelor introduse de roata dintata

Tinand cont ca puterea consumata calculata pentru deplasarea robotului mobil este de 1,692 W si estimand randamentul reductorului η=0.6 rezulta o putere necesara (utila) la iesirea din reductor de 2.82 W .Luand un coeficient de siguranta c=1.3 (eventual pentru viteze de deplasare superioare celei stabilite de 0.25 m/s ) rezulta o putere la iesirea din servomotor Pe=3.7 W

Momentul de tensiune corespunzator se calculeaza cu formula :

Mte=9549.3 Pe[W]/ne[rot/min] unde ne ,turatia de iesire a fost determinata ne=119.426 rot/min

Mte=292.85 Nmm

Componentele fortei de angrenare ,forta radiala notata cu Frd respectiv forta tangentiala notata cu Ftd sunt

Ftd=2Mte/Dr

Respectiv Frd=Ftd tg αr =13.469

Calculul reactiunilor care solicita lagarele in cele doua planuri

Ecuatia de memente fata de lagarul 2 ( β) in plan vertical

Σ Mbh=0

Ftc(l3+l4+l5)+R1h(l4+l5) – Ftd l5 =0

Rezulta R1h=1.09N

Reactiunea din lagarul 1 este

R1= = 23.5 N

Presiunea specifica de control din lagarul 1 se calculeaza conform formulei

P1==1.95 N/mm2

Tinand cont de viteza de alunecare (viteza liniara pe diametrul exterior al lagarului respectiv v = c0 = 0.019 m/s

Din diagrama 3.2.1.[5] pag 93, pentru materialul NYLON 66 (Poliamida) presiunea admisibila pa= 8 N/mm2

Deci : p1 < pa

Pentru lagarul de diametru d2 se calculeaza reactiunile in cele doua planuri

In plan vertical :

ΣMA = 0

Frc l3 – Frd l4 + R2v (l4 + l5) = 0

7,25N 5mm – 13,469N 6mm + R2v 9 mm = 0

R2v = 4,95 N

In plan orizontal :

ΣMA = 0

Ftc l3 + Ftd l4 -R2H (l4 + l5) = 0

R2H = = 19,89 N

Presiunea specifica din lagarul 2 este :

P2 = = 1,65 N/mm2 < pa = 2,45 N/mm2 luata din diagrama 3.2.6. (pg.94) din aceeasi carte , pentru aceeasi viteza de alunecare

Calculul de incalzire

Se considera produsul (p.v) care trebuie sa fie < (pv)a pentru materialele respective

Lagarul 1 :

p1v1 = 1,95 N/mm2 0,019 m/s = 0,037 Nm/mm2s

( p1v1) < (pv)a = 0,15 Nm/mm2s [5] pentru materialul NYLON 66

Lagarul 2 :

p2 v2 = 1,65 N/mm2 0,019 m/s = 0,031 Nm/mm2s

( p2v2) < (pv)a = (3….4) Nm/mm2s pentru materialul BzA19T

Concluzie : Arborele de iesire , respectiv lagarele sunt corect dimensionate , cu materialele alese pentru lagare (NYLON 66 , respectiv Bronz)

4.6 Calculul rezemarii pe rola

La calculul lagaruirii rolelor de contact cu solul apar fortele normale(respectiv reactiunile) corespunzatoare celor 3 role pe senila,notate cu Fn2,Fn3,Fn4

La calculul realizat anterior s-a considerat o distributie crescatoare si liniara a fortelor normale Fn conform figurii

Astfel incat rola 4 va fi cea mai solicitata

Conform relatilor si notatilor facute anterior

Fn2+Fn4=2Fn3

2(Fn2+ Fn3+ Fn)=G cos α

Fn4= Fn3+

Fn3=

Unde α este inclinarea traseului, G greutatea minirobotului ,ac acceleratia minirobotului

α=

G=20 N

ac=0.2 m/s2

rezulta:

Fn3==3.3 N

si Fn4=5.5 N

Calculul se face la incovoiere pentru fusul rolei si la presiunea de contact

Conform figurii rezulta

Mi – moment incovoiere

W-modul de rezistenta pentru sectiune rotunda

L-latimea rolei (l=10.5 mm)

Df – diametrul fusului (df=4 mm )

=4.51 N/mm2 <(σ-1)a (18…25 daN/m2)

efectul admisibil la incovoiere pentru solicitari pulsante ,pentru materialul 40c120

Presiunea de contact

<pa (2.4)

Pentru ungere medie si viteza periferica 0.01 luata din diagrama 3.2.6 [cartea 5 din bibliografie]

4.7 Programarea minirobotului

Structura programului realizat in Pbasic este prezentata mai jos :

' {$STAMP BS2} „definirea timpului de controller”

' {$PBASIC 2.5} „definirea versiunii programului Pbasic”

timeStg VAR Word „ definirea variabilelor”

timeCen VAR Word

timeDr VAR Word

distStg VAR Word

distCen VAR Word

distDr VAR Word

contor VAR Byte

salt: „mers inainte „

FOR contor = 1 TO 50

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

GOSUB Ping „conditii pentru a stabilii natura plasarii obstacolelor”

IF (timeStg < 30) AND (timeCen > 30) AND (timeDr > 30) THEN

GOSUB Dreapta

ELSEIF (timeStg > 30) AND (timeCen < 30) AND (timeDr > 30) THEN

GOSUB Inapoi

GOSUB Stanga

ELSEIF (timeStg > 30) AND (timeCen > 30) AND (timeDr < 30) THEN

GOSUB Stanga

ELSEIF (timeStg < 30) AND (timeCen < 30) AND (timeDr > 30) THEN

GOSUB Dreapta

ELSEIF (timeStg < 30) AND (timeCen > 30) AND (timeDr < 30) THEN

GOSUB Inapoi

ELSEIF (timeStg > 30) AND (timeCen < 30) AND (timeDr < 30) THEN

GOSUB Stanga

ELSEIF (timeStg < 30) AND (timeCen < 30) AND (timeDr < 30) THEN

GOSUB Inapoi

GOSUB Stanga

ELSEIF (timeStg > 30) AND (timeCen > 30) AND (timeDr > 30) THEN

GOSUB Inainte

ENDIF

GOTO salt

Ping: „cautarea obstacolelor cu cei 3 senzori: „

PULSOUT 1, 5

PULSIN 1, 1, timeStg

timeStg= timeStg **2251

PAUSE 100

PULSOUT 3, 5

PULSIN 3, 1, timeCen

timeCen= timeCen **2251

PAUSE 100

PULSOUT 5, 5

PULSIN 5, 1, timeDr

timeDr= timeDr **2251

PAUSE 100

RETURN

Inainte: „directivele pentru mers inainte,stanga,dreapta si inapoi”

FOR contor = 1 TO 80

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

RETURN

Dreapta:

FOR contor = 1 TO 80

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 750

PAUSE 20

NEXT

RETURN

Stanga:

FOR contor = 1 TO 80

PULSOUT 13, 750

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

RETURN

Inapoi:

FOR contor = 1 TO 80

PULSOUT 13, 720

PULSOUT 12, 780

PAUSE 20

NEXT

RETURN

Tancul va merge pe directia de inainte , pana cand unul sau mai multi dintre cei 3 senzori (plasati pe directiile de inainte,stanga si dreapta ) va detecta un obiect.

Atunci cand unul dintre cei 3 senzori sau mai multi detecteaza prezenta unui obstacol,in functie de directia pe care este localizat obstacolul,se trece la procedurile de evitare .

Mai jos este redat si programul „potential.bs2” care a fost testat, rezultatele nefiind concludente, in ceeace priveste obtinerea pozitiei tancului prin metoda odometriei, care introduce erori mari cumulate.

' {$STAMP BS2}

' {$PBASIC 2.5}

sign VAR Bit

Val1 VAR Word

Val2 VAR Word

Val3 VAR Word

Val4 VAR Word

DistTinta CON 250

L CON 122

xc VAR Word

yc VAR Word

LStg VAR Word

LDr VAR Word

Tetac VAR Word

TetaCor VAR Word

Fx VAR Word

Fy VAR Word

Contor VAR Byte

initializare:

xc = 0

yc = 0

Tetac =0 ' orientarea

LDr = 0

LStg = 0

salt:

GOSUB Ping

'Calc. forte repulsive

IF Val2 > 80 THEN 'Pin3 PingCen Val2…Fy

Fy = 0

ELSE

Fy = Val2 – 80 'Eliberata var Val2

ENDIF

IF Val3 > 80 THEN 'Pin1 PingStg Val3 -> Val2

Val2 = 0

ELSE

Val2 = Val3 -80 ' Val2 forta PingStg

ENDIF ' Eliberata var Val3

IF Val1 > 80 THEN ' Pin5 PingDr Val1 -> Val3

Val3 = 0

ELSE

Val3 = Val1 -80 ' Eliberata var Val1

ENDIF

Val1 = (Val3 *COS 32) – (Val2 *COS 32) ' 32 Brad = 45 degunghiul sezorilor cu xlocal

Fx = ABS Val1 / 127

sign = Val1.BIT15

IF (sign = 1) THEN Fx = -Fx

' Au fost eliberate variabilele: Val1, Val2, Val3, Val4

Val1 = LDr + LStg '[cm]

Val2 = LDr – LStg '[cm]

sign = Val2.BIT15

Val1 = LDr + LStg '[cm]

Val2 = LDr – LStg '[cm]

DEBUG SDEC ? Val1

DEBUG SDEC ? Val2

Val4 = Tetac ' Retinerea val initiale Teta0

sign = Val2.BIT15

DEBUG DEC ? sign

Val3 = 10 * ABS Val2 ' 121 mm = dist intre senile ;

Val3 = Val3 */ $28BF ' 128/pi =40.7437 ;0.7437*256= 191 40 = $28; 191 = $BF

Val3 = Val3 / L

IF (sign = 1) THEN Val3 = – Val3

Tetac = Tetac + Val3 ' Orientarea curenta [Brad]

' Eliberara var Val3

DEBUG SDEC ? Tetac, CR

' Calc coord xc si yc

IF Val2 <> 0 THEN

Val3 = Val2 * (COS Tetac – COS Val4)

sign = Val3.BIT15

Val3 = L * Val1 / ABS Val2 *ABS (COS Tetac – COS Val4)

Val3 = Val3 ** 28 '1/20/127=0.0003937 0.0003937*65535=28

IF (sign = 1) THEN Val3 = – Val3

xc = xc + Val3

ELSE

xc = xc

ENDIF

DEBUG SDEC ? xc

IF Val2 <> 0 THEN

Val3 = Val2 * (SIN Tetac -SIN Val4)

sign = Val3.BIT15

Val3 = L * Val1 / ABS Val2 *ABS (SIN Tetac – SIN Val4)

Val3 = Val3 ** 28 '1/20/127=0.0003937 0.0003937*65535=28

IF (sign = 1) THEN Val3 = – Val3

yc = yc + Val3

ELSE

yc = yc

ENDIF

DEBUG SDEC ? yc

' Eliberare var Val1, Val2, Val3 , Val4

' Calcul componente forta atractiva

Val3 = DistTinta – yc

Val1 = (Val3 * SIN Tetac) -(xc * COS Tetac) ' Val1… xT -> Fa in coord locale

Val2 = (xc * SIN Tetac) + (Val3 *COS Tetac) ' Val2… yT -> Fa in coord locale

' Eliberata var Val3

Val3 = SQR ((Val1 *Val1) + (Val2 * Val2)) ' modulul lui rt

Val1 = 500 * Val1 / Val3 ' 200 = Fatr max; Val1 = Fatr x

Val2 = 500 * Val2 / Val3 ' Val2 = Fatr y

Fx = Fx + Val1 ' forta rez pe x

Fy = Fy + Val2 ' forta rez pe y

' eliberate Val1, Val2, val3

Val3 = SQR ((Fx * Fx)+(Fy * Fy)) ' modulul lui F

Val1 = 127 * Fx / Val3

Val2 = 127 * Fy / Val3 ' eliberare var Val3

Val3 = Val1 ATN Val2 ' unghiul TetaF

TetaCor = Val3 – 64 'Unghiul de corectie al orientarii

'Eliberarea tuturor var. Val

' Realizarea corectiei de orientare:

Val1 = ABS TetaCor *9 / 8

sign = TetaCor.BIT15

IF (sign = 0) THEN

FOR contor = 1 TO Val1

PULSOUT 13, 720

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

Tetac = Tetac + Val1

ELSEIF (sign = 1) THEN

FOR contor = 1 TO Val1

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 790

PAUSE 20

NEXT

Tetac = Tetac – Val1

ENDIF

' Mers inainte

FOR contor = 1 TO 80

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

LStg = LStg + 87 * 80 / 50 'corectie deplasare senile pt for = 80

LDr = LDr + 87 * 80 / 50

DEBUG SDEC ? Lstg, CR

DEBUG SDEC ? Lstg, CR

' END

GOTO salt

Ping:

PULSOUT 1, 5

PULSIN 1, 1, Val3

Val3 = Val3 **2251

PULSOUT 3, 5

PULSIN 3, 1, Val2

Val2 = Val2 **2251

PULSOUT 5, 5

PULSIN 5, 1, Val1

Val1 = Val1 **2251

RETURN

Inainte:

contor = 80

FOR contor = 1 TO contor

PULSOUT 13, 790

PULSOUT 12, 720

PAUSE 20

NEXT

LStg = LStg + (80 * 87 /50)

LDr = LDr + (80 * 87 /50)

RETURN

END

5.Memoriu grafic

1.Denumire : Ansamblu Tanc

Cod:-

Format:A1

2.Denumire : Baza tanc

Cod:T05

Format:A3

3.Denumire : Bucsa R pasiva

Cod:T02

Format:A4

4.Denumire : Bucsa rola

Cod:T04

Format:A4

5.Denumire : Fus R pasiva

Cod:T06

Format:A4

6.Denumire : Fus rola

Cod:T07

Format:A4

7.Denumire : Roata motoare servo

Cod:T14

Format:A4

8.Denumire : Roata pasiva

Cod:T01

Format:A4

9.Denumire : Rola

Cod:T03

Format:A4

9.Denumire : Suport Ping

Cod:T11

Format:A4

9.Denumire : Schema cinematica reductor

Cod:

Format:A4

6.Bibliografie

1.A.Dumitriu,C.Bucsan,T.Demian :Sisteme senzoriale pentru roboti,Bucuresti,Editura Medro,1996

2.C.Udrea,H.Panaitopol,N.Alexandrescu,M.Avram : Bazele constructive ale robotilor industriali,Bucuresti,Editura Universitara,2006

3.Demian T : Echipamente constructive de mecanica fina,Bucuresti,Editura didactica si pedagogica,1970

4.Demian T, N Tudor ,C Iosif,N Constantin : Bazele proiectarii aparatelor de mecanica fina,Bucuresti,Editura Tehnica,1984

5.Demian T,I Culita ,S Kostrakievici,A.Pascu,C.Udrea :Elemente constructive de mecanica fina vol I si II ,Bucuresti,Editura didactica si pedagogica,1980

6.D.Drimer,A.Oprean,Al.Dorin,N.Alexandrescu,A.Paris,H.Panaitopol,C.Udrea,I.Crisan:Roboti industriali si manipulatoare,Bucuresti,Editura tehnica,1985

7.S.Hildebrand:Feinmechanishe Bauelemente,Berlin,V.E.B Verlag Technik,1968

8.S,Florea,I.Dumitrache,V.Gaburucu,Fl.Munteanu:Electronica industriala si automatizari,Bucuresti,Editura didactica si pedagogica,1980

9.Th Danila,E.Damachi,A.Tunsoiu :Electronica industriala,Bucuresti,Editura didactica si pedagogica,1969

10.Thomas L Floyd: Dispozitive Electronice ,Bucuresti,Editura Teora,2003

11.Vaclov Ruzicka :Calculul si controlul rotilor dintate-traducere din limba ceha,Bucuresti,Editura Tehnica,1959

12.Cataloage si prospecte ale firmelor Maxon Motor,Portescape,Crouzet,Futaba