Энергообеспечение модульного мобильного робота в комплексе с коммуникационным каналом по линиям электропитания

Абдразаков Евгений Германович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН»), кафедра робототехники и мехатроники, студент, 127055, ГСП-4, Москва, Вадковский пер., д. 1, тел.: +7(916)818-33-32, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Андреев Виктор Павлович
д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», с.н.с., 127055, ГСП-4, Москва, Вадковский пер., д. 1; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Российский государственный гуманитарный университет» (РГГУ), Международный институт новых образовательных технологий (МИНОТ), 125993, ГСП-3, Москва, Миусская площадь, д. 6, тел.: +7(965)210-79-51, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 24 ноября 2020 года.

Аннотация
Статья посвящена разработке полнофункционального модуля энергообеспечения с интегрированным коммуникационным каналом по линиям электропитания. Модуль предназначен для выполнения энергетической функции мобильного робота (МР), а именно, для обеспечения электропитанием всех электронных и мехатронных узлов мобильных роботов с модульной архитектурой. В отличие от блока питания для роботов с моноблочной архитектурой, в данном случае узел энергообеспечения должен быть выполнен в виде полнофункционального модуля, т. е. удовлетворять ряду особых требований: 1 – конструктивно должен быть выполнен как отдельный модуль, легко включаемый в конструктив модульного робота и имеющий возможность оперативного наращивания его мощности; 2 – система управления должна контролировать состояние АКБ и энергопотребление каждого из модулей МР, управлять процессом их выключения/включения; 3 – иметь информационный коммуникационный канал со всеми модулями МР для динамического управления состоянием электропитания каждого из модулей, включая модуль-супервизор для последующей передачи оператору МР по радиоканалу параметров состояния электропитания. В рамках решения поставленной задачи разработана концепция субмодульного принципа организации структуры силового модуля энергообеспечения модульного мобильного робота, спроектированы и изготовлены аккумуляторный субмодуль питания и субмодуль дешифратора на основе PLC модема с использованием технологии DC-PLC (Direct Current Power Line Communication), который обеспечивает формирование межмодульного информационного коммуникационного канала по линиям электропитания.

Ключевые слова
Мобильный робот, модульный робот, система электропитания, система управления, коммуникационный канал.

Благодарности
Работа выполняется при финансовой поддержке РФФИ: Грант № 19-07-00892а «Разработка распределенной модульной архитектуры с иерархической топологией информационно-измерительной и управляющей системы робототехнических комплексов с целью распараллеливания и интеллектуализации вычислительных процессов управления и обеспечения их оперативного реконфигурирования, и дистанционного динамического перепрограммирования».

https://doi.org/10.31776/RTCJ.9108

Индекс УДК 
621.316:007.52

Библиографическое описание
Абдразаков Е.Г. Энергообеспечение модульного мобильного робота в комплексе с коммуникационным каналом по линиям электропитания / Е.Г. Абдразаков, В.П. Андреев // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 9. - №1. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2021. – С. 59-71. – Текст : непосредственный.

Литература

1. Андреев В.П. Принцип полной функциональности модулей в гетерогенных модульных мобильных ро-ботах / В.П. Андреев, В.Л. Ким, П.Ф. Плетенев // Международная научно-техническая конференция «Экстре-мальная робототехника (ЭР-2017)»: труды. – Санкт-Петербург: ЦНИИ РТК, 2017, №1. – С.86-91. – Текст: непосредственный.
2. Андреев В.П. Разработка функциональных узлов гетерогенного модульного мобильного робота / В.П. Андреев, В.Л. Ким // Международная научно-техническая конференция «Экстремальная робототехника», 2016. – Санкт-Петербург: ООО «АП4Принт». – С.363-369. – Текст: непосредственный.
3. Андреев В.П. Функционально-модульный принцип построения гетерогенных мобильных роботов / В.П. Андреев, Ю.В. Подураев // Международная научно-техническая конференция «Экстремальная робототехника», 2016. – Санкт-Петербург: ООО «АП4Принт». – С.44-50. – Текст: непосредственный.
4. Бровка Н. Системы контроля литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей // КОМПО-НЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ. – 2006. – № 10. – С.104-107. – Текст: непосредственный.
5. Абдразаков Е.Г. Разработка системы энергообеспечения с коммуникационным каналом для мобильного робота с модульной архитектурой / Е.Г. Абдразаков, В.П. Андреев // Студенческая научно-практическая конференция «Автоматизация и информационные технологии (АИТ-2020)»: материалы. – Т. 4: Сборник докладов института автоматизации и робототехники. – Москва: ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 2020. – С.181-184. – Текст: непосредственный.
6. Плетенев П.Ф. Управление питанием в модульном мобильном роботе. Спецификация // Asmfreak : [сайт]. – URL: https://asmfreak.github.io/modular_robots_rfc/3/УПММР/ (дата обращения: 13.03.2020). – Текст: электронный.
7. Ferreira H.C. Power Line Communication / C.H. Ferreira [et al] // Wiley Encyclopedia of Electrical and Elec-tronics Engineering. – 1999. – Pp.706-716. DOI: 10.1002/047134608X.W2004 / ISBN: 9780471346081 (дата обращения: 23.11..2020). – Text: electronic.

Полный текст статьи (pdf)