Podręcznik
3. Konstrukcja koncepcyjnego podwozia zrobotyzowanego dla robota mobilnego
W oparciu o podane w p.4.1. założenia, co do koncepcji podwozia zrobotyzowanego dla pojazdu mobilnego bezzałogowego oraz proponowany na rysunku 94 test terenowy dla tegoż, zaproponowano konstrukcję podwozia zrobotyzowanego możliwą do realizacji praktycznej pokazaną na rysunku 95.
Rysunek 95: Koncepcyjne podwozie zrobotyzowane robota mobilnego z systemem pompowania kół CPK
Jak widać na rysunku 95 koncepcyjne podwozie wyposażone jest w cztery koła pneumatyczne o odpowiednich oponach. Badania autora pokazały, że możliwe do wykorzystania w takim eksperymentalnym podwoziu będą opony o rozmiarach 3.00 x 4, które cechują się po pierwsze, właściwym stosunkiem średnicy zewnętrznej opony do średnicy wewnętrznej, po drugie, posiadają odpowiednią szerokość oraz po trzecie, materiał proponowanej opony jest taki, że przy zmniejszonym ciśnieniu medium tamże mogą „pochłaniać” przeszkodę, która wystąpi na drodze ruchu robota mobilnego. Pochłanianie przeszkody przez tę oponę ilustruje rysunek 96.
Rysunek 96: Pochłanianie przeszkody przez tę oponę podwozia
Widoczne na rysunku 96 pochłanianie przeszkody – plastikowego klocka przez oponę koła jest o tyle istotne, że przyjęto oprzeć konstrukcję koncepcyjnego podwozia zrobotyzowanego dla uproszczenia jego wykonania na kołach nieresorowanych. Takie podejście powoduje, że zmiana parametrów podwozia nie może się odbywać inaczej, jak tylko poprzez sterowanie (modyfikację) wartością ciśnienia powietrza w kołach tego podwozia. Stąd wykorzystanie w podwoziu widocznego na rysunku 95 systemu CPK.
Dla pełnego wykorzystania zalet sterowania parametrami podwozia zrobotyzowanego poprzez modyfikację wartości ciśnienia powierza w kołach niezbędna jest charakterystyka opony h=f(p), która poddawana jest obciążeniu, przy czym h oznacza zmianę odległości środka opony od jej osi bez obciążenia, a p oznacza wartość ciśnienia medium w oponie. Metodę eksperymentalnego wyznaczania charakterystyki proponowanej opony 3.00 x 4 oraz uzyskaną jej charakterystykę ilustrują odpowiednio rysunki 97 i 98.
Rysunek 97: Metodyka uzyskania charakterystyki opony o wymiarach 3.00 x 4
Charakterystyka proponowanej opony o wymiarach 3.00 x 4 została uzyskana po obciążaniu osi koła ciężarem Gk=25kg, gdzie wykres o oznaczeniu „1” uzyskano przy upuszczaniu powietrza z koła, zaś wykres „2” przy jego pompowaniu. (Na podstawie tak uzyskanej charakterystyki opony można już wyznaczyć właściwe sterowanie pompowaniem lub upuszczeniem powietrza z koła podwozia dla uzyskania odpowiedniej kompensacji położenia platformy podwozia po najeżdżaniu na przeszkodę, która może wystąpić na drodze ruchu robota mobilnego).
Należy zaznaczyć, że dla modyfikacji wartości ciśnienia powietrza w kole podwozia celem uzyskania charakterystyki opony jak na rysunku 98 najlepiej jest utworzyć odpowiedni układ pneumatyczny, który może sterować upuszczaniem oraz pompowaniem badanego koła podwozia. Eksperymentalny układ pneumatyczny może wyglądać jak na rysunku 99.
Rysunek 99: Prosty układ pneumatyczny wykorzystany do badań eksperymentalnych opony
Zilustrowany na rysunku 99 układ pneumatyczny działa następująco: po doprowadzeniu powietrza ze sprężarki stabilne pobudzenie dwóch zaworów Z1 i Z2 powoduje pompowanie koła podwozia, zaś stabilne pobudzenie tylko zaworu Z1 (przy wyłączonym Z2) powoduje upuszczanie powietrza z koła. Widoczny na rysunku manometr podaje analogową wartość ciśnienia powietrza w kole podwozia podczas realizowanych badań. Notowanie tych wartości pozwala później na uzyskanie w konsekwencji krzywych „1” i „2” (rysunek 98).