Аналіз схемотехнічних рішень при виборі перетворювача для крокуючого робота-гексапода

Autor: Ilya Platov, Oleksii Pavlovskyi, Yuliia Pavlovska
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2022, Вип. 63(1)
Popis: У даній роботі розглядаються перетворювачі постійного струму для їхнього використання у системі живлення крокуючого робота – гексапода. Проблема перетворення енергії роботів такого класу є актуальною, оскільки від якості перетворення залежатиме час їхньої автономної роботи, що, у свою чергу, є важливим фактором, який впливає на спектр сфер застосування робота. Важливу роль у цьому, окрім джерел живлення, відіграє перетворюючий пристрій. Чим менші втрати він забезпечить у процесі експлуатації робота, тим довше робот зможе переміщуватися у просторі та виконувати корисну роботу. У зв'язку з цим був проведений аналіз існуючих схемотехнічних рішень - від найпростіших варіантів перетворювачів, побудованих на дискретних компонентах, до більш складних із застосуванням спеціальних мікросхем. На основі аналізу були виділені переваги та недоліки різних типів перетворювачів, безпосередньо для їх використання в системі живлення крокуючого робота – гексапода. Серед основних типів перетворювачів було виділено понижуючі, оскільки їх сучинник видатності вищій, ніж у підвищуючих. Крім цього, аналіз типів перетворювачів показав, що лінійні перетворювачі мають нижчий сучинник видатності, порівняно з імпульсними. У зв'язку з цим основний акцент у роботі зроблено саме на імпульсні перетворювачі. З останніх були виділені перетворювачі, побудовані з застосуванням спеціальних мікросхем, розроблених для їх використання у перетворювачах, оскільки порівняно з рештою схемотехнічних рішень, вони дозволяють отримати стабільний струм і напругу в широких діапазонах, крім цього мають можливість їх регулювання, що дозволяє легко тестувати на макеті робота різні сервоприводи без заміни перетворювача. Завдяки високим значенням вихідного струму для розробленого макета можна обійтися одним перетворювачем, що здешевлює та спрощує конструкцію загалом. In this paper, DC converters for their use in the power supply system of a walking robot - hexapod are considered. The problem of energy conversion of robots of this class is an urgent problem, because the quality of the transformation will depend on the time of their autonomous operation, which in turn is an important factor influencing the range of applications of the robot. In addition to power supplies, the converter plays an important role in this. The less losses it will provide during the operation of the robot, the longer the robot will be able to move in space and perform useful work. In this regard, the analysis of existing circuit solutions was carried out - from the simplest versions of converters based on discrete components to more complex with the use of special chips. Based on the analysis, the advantages and disadvantages of certain types of converters were identified, directly for their use in the power supply system of a walking robot - hexapod. Among the main types of converters were step-down, as their efficiency is higher than the step-up. In addition, the analysis of the types of transducers showed that linear transducers have worse efficiency compared to pulse. In this regard, the main emphasis in the work is on pulse converters. Of the latter were selected converters built using special chips designed for use in converters, because compared to other circuit solutions, they allow not only to obtain stable current and voltage in wide ranges, but also have the ability to adjust them, making it easy to test on the model work different servos without replacing the converter. Due to the high values of the output current for the developed layout, you can do with one converter, which reduces the cost and simplifies the design as a whole. In addition, such solutions, compared to others, have less weight and size, which is positively indicated by the possibility of placing on the hexapod additional equipment or payload that the robot can carry in the process.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: