Круглов Максим_25

1. Всероссийский конкурс научно-технологических проектов

«Большие вызовы»
Оптимизация траектории
движения робота-манипулятора
для минимизации времени
выполнения задач
Выполнил: ученик 7ф класса Круглов Максим
Научный руководитель: Потаповой С.А, учитель
информатики

2. Актуальность

Постоянно растущие требования к
скорости и эффективности
производства делают оптимизацию
работы роботов-манипуляторов
критически важной задачей для
современной промышленности.

3. Цель и задачи проекта

Целью: разработка и реализация
эффективного алгоритма
оптимизации траектории
движения робота-манипулятора
для минимизации времени
выполнения заданной
технологической операции,
учитывая кинематические и
динамические ограничения робота
Задачи:
1. Изучить существующие методы оптимизации
траекторий движения роботов-манипуляторов и
проанализировать их преимущества и недостатки.
2. Выбрать оптимальный алгоритм оптимизации
траектории с учётом специфики используемого роботаманипулятора и решаемой задачи.
3. Разработать программное обеспечение для реализации
выбранного алгоритма оптимизации.
4. Провести моделирование работы алгоритма в среде
симулятора робота-манипулятора.
5. Провести экспериментальную проверку алгоритма на
реальном роботе-манипуляторе.
6. Провести сравнительный анализ эффективности
разработанного алгоритма с существующими методами.
7. Оценить влияние оптимизации траектории на
производительность и энергопотребление робота.

4. Объект и предмет

Объект исследования: Процесс управления
движением робота-манипулятора.
Предмет изучения: Алгоритмы
оптимизации траектории движения
роботаманипулятора для минимизации
времени выполнения задачи.

5. Технические требования

Система должна быть легкой в установке и
обслуживании.
Должна быть предусмотрена возможность
автоматического подъемного механизма.
Управление роботом должно быть интуитивно понятным и
реализовываться через геймпад.

6. Практическая значимость

Создание, программирование, анализ, сравнение и демонстрация работы:
• Повышение производительности роботов-манипуляторов в промышленности.
• Сокращение времени выполнения производственных операций.
• Снижение энергопотребления роботов.
• Улучшение точности работы роботов.
• Возможность применения разработанного алгоритма в различных областях
промышленной робототехники.

7. Топ-10 трендов промышленной робототехники

8. Разработка идеи и концепции робота. Формулировка технического задания.

Технические требования:
Ожидаемые результаты
1. Прочность и надежность
2. Устойчивость
3. Легкость управления
4. Эргономика
5. Безопасность
6. Скорость и
маневренность
7. Модульность и
расширяемость
8. Материалы
9. Дизайн
Разработанный алгоритм оптимизации
может быть адаптирован для различных
типов
роботов-манипуляторов
производственных
задач,
и
расширяя
возможности применения робототехники в
различных отраслях промышленности.

9.

Проектирования механики
робота

10. Основной набор

Ресурсный набор от
Makeblock с модулями
нового типа mBuild
предназначен для
изучения функций
искусственного
интеллекта

11. Выбор компонентов

Центр тяжести шасси
Универсальные колеса
Результирующая сила
Движение силы

12.

Постановка цели
разработка робота
Проект «РОБОТ МАНИПУЛЯТОР»
включает в себя несколько этапов
конструирования

13. Первый этап: сборка конструкции

14. Второй этап: подключение электронной цепи

• 3
синих
мотора (для
движения)
• CyberPi
• 1
мотор
постоянного
тока
(для
изменения
положения
клешни)
• 2 сервопривада(для
открытия/закрвтия
клешни)

15. Среда программирования

mBlock 5
Визуальная среда
программирования на основе Scratch
Возможность переключения на язык
высокого уровня Python/Arduino C
Поддержка всех роботов от
компании Makeblock и не только

16. Третий этап: Программирование

Передвижение и
управление
переменными
Пример смещения по
гироскопу налево
Управление стрелой и
открытие/закрытие захвата

17. Всероссийский конкурс научно-технологических проектов

«Большие вызовы»
Оптимизация траектории
движения робота-манипулятора
для минимизации времени
выполнения задач
Выполнил: ученик 7ф класса Круглов Максим
Научный руководитель: Потаповой С.А, учитель
информатики