Отчет о прикладных научных исследованиях. Разработка мехатронных средств робототехнического обеспечения модульного типа наземного и космического базирования по теме: обоснование и выбор направления исследований (промежуточный отчет)

Объект исследования - мехатронные средства робототехнического обеспечения модульного типа наземного и космического базирования, предназначенные для размещения и обеспечения работы оптической связи. Цель исследования - обеспечение исполнителя ПНИЭР конструкторской документацией на робототехническую платформу модульного типа (РПМТ) для создания на ее базе мобильных комплексов, построенных по модульному типу и обеспечивающих выполнение в полуавтоматическом и автоматическом режимах погрузочно-разгрузочных, транспортных, строительных, дорожно-строительных и других типов манипуляционных видов работ с помощью сменных полезных нагрузок, устанавливаемых на них, и формирования унифицированных автономных мультиагентных робототехнических систем наземного и космического базирования. Данное прикладное научное исследование является составной частью комплексного проекта ПНИЭР по теме «Разработка мехатронных и фотонных технологий для унифицированных автономных мультиагентных робототехнических систем наземного и космического базирования». Методы проведения ПНИ при создании мобильных комплексов основаны на развитии подходов и технических решений отечественной школы транспортного космического машиностроения, созданной профессором А.Л. Кемурджианом - главным конструктором самоходных автоматических шасси «Лунохода-1» и «Лунохода-2», ходовых макетов планетоходов и подвижных приборов для исследования поверхности Марса и его спутника Фобоса. Отличительной чертой этой школы является постоянный поиск путей повышения проходимости транспортных машин при движении по неподготовленной местности с учетом ограничений массово-габаритных и энергетических характеристик, свойственных всем космическим аппаратам. Одним из методов повышения ходовых качеств транспортных средств мобильных роботов является применение комбинированных движителей с адаптивными подвесками и многофункциональными возможностями реализации различных способов движения в зависимости от свойств местности и конкретных задач напланетной миссии. При разработке новых проектных решений использованы современные методы компьютерного проектирования в среде Solidworks для создания электронной модели РПМТ, а также методы математического и имитационного моделирования, используемые при проведении расчетов технических параметров РПМТ и ее компонентов и для разработки алгоритмов и команд управления РПМТ. На первом этапе исследования выполнены: аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ; патентные исследования; обоснование и выбор направлений исследований в рамках ПНИ; теоретические исследования по разработке РПМТ в части обоснования требований к РПМТ и ее составным частям, проведения расчетов технических характеристик СП РПМТ, обоснование компоновочной схемы СП РПМТ. Проведены: теоретические исследования по разработке СЭП в части обоснования структурной и компоновочной схемы СЭП, расчеты технических характеристик СЭП РПМТ;теоретические исследования по разработке СУ в части обоснования структурной и компоновочной схемы СУ, расчетов технических характеристик СУ РПМТ. Выполнены разработка и согласование с Головным исполнителем механических, электрических и информационных интерфейсов сопряжения РПМТ с лазерным локатором переднего обзора, мобильным модулем оптико-электронной системы координатных измерений и комплектом телевизионных камер кругового обзора; согласование с Головным исполнителем рабочих характеристик РПМТ и команд управления. В результате исследования сделан выбор системы передвижения в виде шестиколесного полноприводного самоходного шасси в виде двух секций, соединенных друг с другом продольными и поперечными шарнирами и имеющих приводы шагания и поворота секций. Разработанные РПМТ обеспечивают приоритетные свойства, существенно превышающие соответствующие удельные показатели многих современных российских и западных мобильных робототехнических платформ.