Έρποντα ρομπότ.

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσης πτυχιακής εργασίας, συσχετίζεται με την μελέτη των ρομπότ που επιτυγχάνουν την μετακίνησή τους με ερπετοειδή τρόπο με την βοήθεια μαθηματικής μοντελοποίησης. Επιπλέον, επεκτείνεται στο σχεδιασμό και κατασκευή πειραματικής διάταξης ρομποτικού φιδιού συνοδευόμενη από σχετικό κώδικα προγραμματισμού. Κίνητρο για την σχετική μελέτη αποτελεί ο αυξημένος αριθμός αναγκών που δημιουργείται καθημερινά σε πολλούς τομείς όπως ο ερευνητικός και η διάσχιση δυσπρόσιτου περιβάλλοντος όπου καλείται ο άνθρωπος να καλύψει. Η τεχνική υπόσταση της υλοποίησης συνάδει με πληθώρα πλεονεκτημάτων αλλά και μειονεκτημάτων τα οποία αναλύονται διεξοδικά στο δεύτερο κεφάλαιο. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά για τις σημαντικότερες εφαρμογές όπου γίνεται χρήση των ρομποτικών φιδιών. Για την υλοποίηση του ρομπότ αλληλένδετο στοιχείο αποτελεί και η μελέτη των βιολογικών συστημάτων όπου στο έκτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά τόσο για την σκελετική κατασκευή που περιβάλλει τα βιολογικά φίδια όσο και για τους πιο γνωστούς τύπους μετακίνησης που συναντώνται στη φύση από αυτά. Ακολουθεί μία εκτενής αναφορά συνοδευόμενη από ιστορική αναδρομή στις πιο επιτυχημένες προσπάθειες κατασκευής ρομποτικών φιδιών. Στο σημείο αυτό γίνεται εισαγωγή στην μαθηματική μοντελοποίηση του ρομποτικού φιδιού. Ο σχεδιασμός του ρομπότ, πραγματοποιήθηκε τόσο σε δυσδιάστατο όσο και σε τρισδιάστατο περιβάλλον με την βοήθεια των λογισμικών σχεδίασης SolidWorks, Inventor αλλά και AutoCad. Στο δωδέκατο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μαθηματική αποτύπωση για την επίτευξη του ελέγχου στην κίνηση του ρομπότ. Σημαντικό τμήμα αποτελεί και η ηλεκτρονική σχεδίαση του κυκλώματος καθώς και η αναφορά στη χρήση των μηχανικών εξαρτημάτων. Τέλος, αναλύονται το κατασκευαστικό μέρος και γίνεται επεξήγηση του κώδικα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται.

The subject of this thesis is correlated with the study of robots which achieve their locomotion with serpentine way by mathematical modeling. Moreover, it extends to design and construction experimental arrangement of robot snake that is accompanied with programming code. The motive of this study is the large number of needs that is being created every day in a lot of sectors like research and the crossing of difficult environment. The technical subsistence of the implementation contains oversupply of advantages and disadvantages that are analyzed in detail in the second unit. Furthermore, reference is made for the most important applications that robot snakes are being used to. The study of biological snakes is equally important for the optimal implementation of robot. In sixth unit is presented the skeletal structure and the most known types of locomotion that surround the snakes. Follows, an extensive report of the most successful attempts of robot snake’s construction. In this specific point takes place the import of robot snake’s mathematical modeling. The design of robot was held in both 2D and 3D environment with the help of design’s software. In 12th unit is presented the mathematical imprint to achieve the control of robot’s locomotion. An important part is the electronic circuit design and the use of mechanical components. In conclusion, is analyzed the construction part and is made an explanation of programming code.