Разработка колесных и подводных мобильных робототехнических систем

Проект направлен на теоретический анализ, конструкторскую разработку и проведение экспериментальных исследований мобильных робототехнических систем, передвигающихся на суше и в жидкости. В список задач включены как работы по исследованию модельных задач динамики качения и движения жидкости, так и работы по исследованию динамики движения мобильных робототехнических систем различных конструкций. К числу первых относятся задача о качении волчка Чаплыгина, задача о качения шара по вращающимся поверхностям различной формы, задача о движении тела сложной формы в жидкости, в том числе с учетом ее вязкости. Результаты теоретических и экспериментальных исследований данных модельных задач позволят объяснить ряд явлений, сопровождающих движение рассматриваемых тел, а также обосновать применимость моделей трения (сопротивления), которые могут быть использованы для наиболее полного и точно описания динамики движения. Решение данной задачи является особенно актуальным для активно развивающихся мобильных роботов с элементами качения: сферические роботы, транспортные колесные роботы, роботы типа "авто-поезд". В ходе выполнения проекта будут разработаны и созданы натурные образцы управляемых робототехнических платформ,представляющие собой многозвенные колесные экипажи нескольких конструкций (с одной и двумя независимо вращающимися осями, с кинематической схемой типа "роллер-рейсер", с кинематической схемой типа "авто-поезд". Будут разработаны теоретические модели их движения, анализ которых позволит сравнить различные алгоритмы и способы управления. Все теоретические модели движения (как свободного так и управляемого) будут верифицироваться на практике с помощью исследовательского оборудования находящегося в расположении лаборатории. В направлении исследований динамики надводного и подводного движения планируется проведение теоретических и экспериментальных исследований свободного и управляемого движения тел сложной формы в жидкости. Для этого планируется создание экспериментального комплекса одновременно использующего технологию захвата движения в реальном времени Motion Capture и методы цифровой трассерной визуализации потоков жидкости (PIV). Планируется исследовать управляемость движения тел в жидкости за счет внутренних механизмов и разработка конкретных алгоритмов маневрирования и управления движением. Полученные результаты направлены на создание безвинтовой подводной транспортной платформы, конструкция которойминимизирует взаимодействие с жидкостью.