Son zamanlarda Volgograd Devlet Teknik Üniversitesi'nde (VolSTU) düzenlenen V Uluslararası Bilimsel ve Pratik Konferansında "Araçların ve sistemlerin ilerlemesi-2013", 37 ülkelerinden etkinliğin katılımcılarına deney cihazı "Ortonog" gösterildi. Volgograd Teknik Üniversitesi'ndeki Teorik Mekanik Bölümü personeli ve TsKB Titan personeli tarafından geliştirilen yürüyüş makinesi, kontrol sistemlerini test etmek ve yürüteçlerin orijinal ortogonal tahrik ünitesine sahip yeteneklerini göstermek için tasarlanmıştır. Volgograd Ortonog'un bir yıl önce ilk kez gittiğini, ancak bu testlerin sonucunun kontrol sisteminin kusurundan etkilendiğini belirtmekte fayda var. O zamandan beri, proje geliştiricileri makinelerin ünitelerinin çalıştığı algoritmaları geliştirdi ve bu da özelliklerinde gözle görülür bir artışa yol açtı. Ortonog konferansındaki gösteri sırasında, kontrol panosundan komutlar alarak gösteri alanında serbestçe yürüdü.
Deney makinesi "Ortonog" un tasarımı nispeten basittir ancak aynı zamanda etkilidir. Cihazın şasisinde, operatör ve kontrol sistemlerinin işyeri ile birlikte kabin takılıdır. Arkasına, yürüteç için çalışması için gerekli olan elektrik gücünü sağlayan küçük boyutlu bir benzin jeneratörü monte edilmiştir. Dört ortogonal yürüyen itici bloğu, çerçevenin alt kısmına sabitlenmiştir. Ortonog arabanın prototipi, diğerlerinin yanı sıra, çeşitli birimlerin görsel olarak tanımlanmasını kolaylaştıran Rus bayrağının renkleriyle boyanmıştır. Böylece, kabin elemanları beyaza boyanır, çerçeve mavidir ve şasi kırmızıdır. 1200 kg ağırlığındaki deney makinesi, toplam 3,3 metre uzunluğuna, 2,2 metreden fazla olmayan bir genişliğe ve 2,75 metre yüksekliğe sahiptir.
Yürüyen robotun “Ortonog” yapıcı şeması: 1 - frame; 2 - yürüme tahrik; 3 - merdiven; 4 - operatör koltuğu; 5 - elektrikli ekipman deposu; 6 - kablo ağı; 7 - onboard güç kaynağı; 8 - panel; 9 - dikey hareket mekanizması; 10 - yatay hareketlerin mekanizması; 11 - rehber; 12 - dönüm mekanizması
Şasenin dört bloğunun her biri geleneksel olarak üç elemana ayrılmıştır: dikey hareket mekanizmaları, yatay hareket mekanizmaları ve dönme mekanizmaları. İlki, bileşiminde elektrikli silindirlere sahiptir ve geri çekilebilir çubukların üzerine yerleştirilmiş dairesel desteklerin yükseltilmesi ve indirilmesinden sorumludur. Ortonog'un kasanın her bir bloğu için iki adet sekiz desteği vardır. Kılavuz ve aktüatörlerden oluşan yatay hareket mekanizmaları, silindiri ve çubuğu destekle hareket ettirmek için tasarlanmıştır. Şasinin her bloğunda, her silindire bir desteği olan iki kılavuz ve tahrik seti bulunur. Son olarak, döner dişliler tüm şasi bloğunu dikey bir eksen etrafında dağıtır. Deney makinesinin tüm alt takımı elektrikli tahriklere dayanmaktadır.
Ortonog yürüteçinin düz bir yüzey üzerinde hareketi aşağıdaki gibidir. Makine, sekiz desteğin dördünü (şasideki her bloktan biri) kaldırıyor ve yatay hareket mekanizmaları kullanarak onları ileri kaydırıyor. Ayrıca, destek yüzeye düşer ve döngü tekrar eder, ancak bu sefer diğer dördü yükselir ve ileri gider. Hareket sırasında, Ortonog dönüşümlü olarak dikey yer değiştirme sürücüleri kullanır ve yatay mekanizmalar neredeyse her zaman çalışır. Gerekirse, dönme mekanizmaları harekete geçirilir. Eşzamanlı veya ayrı kullanımları istenen açıda dönüş sağlar. Tasarımdan da anlaşılacağı gibi, deney yürüyüşü asgari yarıçapı ile sırayla alabilir.
Tekerlekli (a) ve yürüyen (b) araçların eğimi boyunca hareket
Şek. 5. Tekerlekli (a) ve yürüyen (b) araçların dönme şeması
Tüm çalışan dişli mekanizmaları, çalışmaları hakkında bilgi toplayan sensörler ile donatılmıştır. Bilgiler operatörün sürücü konsoluna iletilir ve makinenin çalışmasına ayarlamalar yapabilir. Ortonog projesindeki en büyük sorunlardan biri sürücünün çalışmasıyla bağlantılı. Uygulamada görüldüğü gibi, bir kişi makineyi ancak düz bir zeminde sürerken etkili bir şekilde kullanabilir. Engebeli arazilerde vb. Hareket etme ihtiyacı varsa. karmaşık rotalarda operatör tüm mekanizmaların çalışmasını bağımsız olarak izleyemez ve bir defada veya başka bir zamanda gerekli işlem algoritmalarını seçemez. Bu bağlamda, makinenin teknik kısmı ile aynı anda, otomatik bir kontrol kompleksi geliştirilmiştir.
Başlangıçta, deney makinesini test etmek için aşağıdaki kontrol yöntemi kullanıldı. Kompleksin operatörü, video sistemi tarafından iletilen bilgilere göre cihazın otonom çalışmasını kontrol etti. Gerekirse, ilk etapta, engelleri aşarken, yürüteç çalışmalarında gerekli düzeltmeleri engelledi ve yaptı. Makine kontrol işlemlerinin büyük çoğunluğu, insan müdahalesi olmadan otomasyonla gerçekleştirildi. Bu durumda, deney düzeneğinin otomasyonu, sistemlerin çalışması ve makinenin uzayda bulunduğu yer hakkında sadece sensörlerden bilgi aldı. Video sinyalini kullanmak için herhangi bir önlem alınmamıştır. Makineyi kontrol etmek için gerekli bilginin toplanmasına bu yaklaşımın sonucu, elektroniklerin engelleri atlayamayacağı bir durumdu ve bu da operatörün müdahalesini gerektiriyor.
Bu tür testler, adaptif bir yürüteç kontrolü oluşturmak için gerekli bilgilerin toplanmasına yardımcı oldu. Özel ekipman tüm operatör hareketlerini, sensörlerden gelen bilgileri ve ayrıca harici ve dahili video kameralardan gelen sinyalleri kaydetti. Gelecekte, kaydedilen tüm veriler karşılaştırıldı ve mekanizmaların spesifik eylemlerine karşılık gelen bu veri parçaları seçildi. Bu bilgi "öğrenme" otomasyonu için kullanıldı. İlk bakışta test ve ince ayar kontrol sistemlerinin sonuçları çok yüksek görünmüyor. Bununla birlikte, zaten geçen yılın sonunda, Ortonog cihazı, bağımsız ve operatörün yardımı olmadan, düz ve eğimli yüzeyler boyunca hareket edebildi ve yüzey açısından bağımsız olarak gerekli vücut pozisyonunu tutabildi. Ek olarak, ünite bağımsız olarak durmayı, bir engel üzerine saplanmayı ve mevcut şasi mekanizmalarını kullanarak rahatsızlığın boyutunu belirlemeyi “öğrendi”.
Ortonog aparatının pratik kullanıma uygun yürüyüş makinelerinin temeli olamayacağı gerçeğine rağmen, beklentileri zaten görülebilmektedir. Bu projedeki çalışmanın ilerleyişi hakkındaki mevcut bilgilerden sonra, VolSTU ve TsKB "Titan" personeli verimli bir yürüyüş itici gücü geliştirmeyi ve iyi beklentileri olan kontrol algoritmaları oluşturmayı başardı. Resmi verilere göre, Ortonog arabası saatte 1,6 kilometreyi aşan hızlara çıkabiliyor. Desteğin perdesinin 45 cm cinsinden uzunluğu ve yüksekliği, çerçevenin yatay pozisyonunu korurken cihazın 40-45 cm yüksekliğine kadar olan engelleri aşmasını sağlar. Aparatın eğimini içeren daha karmaşık manevralar için, engelin maksimum yüksekliği 80'e yükselir, bkz: Kesişen hendinin maksimum genişliği 0,9 metredir. Yürüme pervanesi, 40 ° 'e yükselen artışların üstesinden gelebilir. Bir eğim boyunca hareket ederken, Ortonog, yüzeyin 60 ° 'e eğim açısında dengeyi korur. Döner şasi blokları, ünitenin uzunlamasına eksenine göre herhangi bir açıda hareket yönünü değiştirmesini sağlar. Gerekirse, yanlara doğru hareket etmek ve bir metreden daha büyük bir yarıçapa sahip olmak mümkündür.
Ortonog projesinin umutları hakkında konuşmak için henüz çok erken. Bu proje ve ona göre inşa edilen cihaz, geliştirme organizasyonlarının gelecek planlarını tamamen belirleyen, doğası gereği deneyseldir. Yakın gelecekte, Volgograd Teknik Üniversitesi ve Merkezi Tasarım Bürosu "Titan" "Teorik Mekanik" bölümü, onun için yürüme itme ve kontrol sistemlerini geliştirmeye devam edecektir. Sadece yürüteçlerin farklı yüzeylerde ve farklı ortamlarda çalışmasını sağlayabilen tam teşekküllü algoritmaların oluşturulmasından sonra, aşağıdaki deney numunesi üzerinde çalışmaya başlamak mümkündür. Bir sonraki proje mevcut gelişmeleri iyileştirmek ve pratik uygulamaya adapte etmek için kullanılabilir. Yakın gelecekte yeni bir projenin ortaya çıkması muhtemel değildir: Ortonog cihazındaki çalışmanın tamamlanması birkaç yıl alabilir.
Sitelerin malzemelerinde:
http://cdbtitan.ru/
http://dtm.vstu.ru/
http://vpk.name/