I denna uppsats presenteras resultatet av ett examensarbete i maskinkonstruktion på KTH. Arbetet har utförts på uppdrag av Poki Robotics via konsultbolaget Omecon.Poki Robotics vill automatisera uppsamlingen av golfbollar på så kallade driving ranges, genom att nyttja en hjuldriven autonom robot med ett tillhörande uppsamlingssläp. Enligt Poki Robotics samlas 5000 golfbollar upp under en intensiv dag, vilket innebär att en total massa av ca 230 kg måste uppsamlas och förflyttas. Detta ställer höga krav på dragkraften som drivlinan måste förse roboten med.Rapporten beskriver konceptframtagningen av drivlinan till den hjuldrivna autonoma roboten. Konceptet genererades genom att först utvärdera framdrivning inom robotik i en förstudie. Olika styrsystem utvärderades utifrån ställda krav på mjukvarubaserad styrning, mekanisk komplexitet, effektivitet och mobilitet. Styrsystemen utvärderades i en Pugh-matris som mynnade ut i två styrningar som visades mest lovande. Styrningarna utvärderades med en terrängmekanisk beräkningsmodell för att utvärdera framdrivande egenskaper, och därmed bedöma vilken som var mest lämpad för syftet utifrån ställda krav.För den lämpade styrningen genererades och utvärderades koncept för drivlinan med avseende på underhåll, montage, tillverkning, robusthet och förmåga att uppta laster. Det slutgiltiga konceptet bestod av en borstlös likströmsmotor, försedd med ett planetväxelhuvud och en parallell hjulaxel med en kuggremsutväxling.Konceptframtagningen resulterade i en CAD-modell som visade att drivlinan uppfyllde dimensionella krav.Den terrängmekaniska beräkningsmodellen nyttjades enbart som ett verktyg för att ge en indikation på prestanda och som indata för konstruktionen. Beräkningsmodellen har begränsningar i form av att den inte är lämpad för små hjuldiametrar, att den inte tar hänsyn till rotförstärkt mark samt att den utesluter de pneumatiska däckens elastiska egenskaper. / This thesis presents the result of a master thesis in machine design at KTH. The task was performed for Poki Robotics via the consulting firm Omecon.Poki Robotics wants to generate an autonomous solution for the collecting of golf balls on driving ranges, by utilizing a wheeled autonomous mobile robot coupled with a towed collecting unit. According to Poki Robotics, 5000 golf balls are collected on a busy day, yielding a total mass of approximately 230 kg that must be collected and towed. This sets high demands on the towing force that needs to be provided by the powertrain.The report describes the concept generation of the powertrain for a wheeled autonomous robot. A prestudy was done to evaluate wheeled locomotion in mobile robotics. Different steering systems were evaluated by different metrics including mechanical complexity, efficiency, mobility and demand for software-based control. The steering systems were evaluated using Pugh matrices, yielding two steering systems that showed to be promising. A terramechanical analytical model was used to further evaluate tractive performance of the two steering systems, to conclude which steering system was most suitable for the purpose with respect to the set requirements.Concepts were generated and evaluated for the powertrain of the chosen steering system, with respect to maintenance, assembly, manufacturing, robustness and load carrying capacity. The final concept yielded an EC-motor with a planetary gearhead, with a parallel wheel shaft and a timing belt gearing.The concept generation resulted in a CAD-model showing that the powertrain met the targeted dimensional constraints.The terramechanical analytical modelling was used solely as a tool for indication of performance and as input data for design. The model has limitations due to it not being suitable for small wheel diameters, not taking root reinforcement of the soil into account and excluding the pneumatic tire’s elastic properties.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-232336 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Colazio, Stefan |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2018:145 |
Page generated in 0.0024 seconds