Розробка шарніру змієподібного робота

Abstract

Ця робота присвячена проектуванню двовісного шарніра для плавучого змієподібного робота. Завдання, що виконувалися в процесі проектування, : вивчення аналогів змієподібних роботів, вибір принципової схеми, розробку кінематики шарніра, розробку схеми інформаційно-керуючої підсистеми та проектування конструкції шарніра. Були проведені геометричні та міцнісні розрахунки двоступеневого шарнірного механізму.Для перевірки необхідних конфігурацій та демонстрації його роботи була створена 3D-модель маніпулятора в SolidWorks. Було розраховано геометрію черв'ячної передачі. Розроблений шарнір здатний обертатися по двох осях до 130°. Привід шарніра генерує крутний момент 50 Нм, а тривалість обертання не перевищує 10 секунд. Цей підводний безпілотний робот призначений для обслуговування підводних об’єктів, що є актуальним, враховуючи зростаючу потребу в дистанційному огляді та обслуговуванні численних підводних систем та споруд. Завдяки своїй гнучкості, таких роботів у майбутньому також можна буде використовувати для дослідження важкодоступних частин річок та озер або обстеження підводних ділянок з підвищеною небезпекою.

This work is devoted to the design of a biaxial hinge for a floating serpentine robot. The tasks performed during the design process included: studying analogues of serpentine robots, selecting a schematic diagram, developing the kinematics of the hinge, developing a scheme of the information and control subsystem, and designing the hinge structure. Geometric and strength calculations of the two-stage hinge mechanism were carried out. A 3D model of the manipulator was created in SolidWorks to verify the required configurations and demonstrate its operation. The geometry of the worm gear was calculated. The hinge developed can rotate up to 130° along two axes. The hinge drive generates a torque of 50 Nm and the rotation time does not exceed 10 seconds. This unmanned underwater robot is designed for maintenance of underwater facilities, which is relevant given the growing need for remote inspection and maintenance of numerous underwater systems and structures.