Inovace a vývoj periferních zařízení robotů a manipulátorů pro aplikace v oblasti bezpečnosti a ochrany obyvatel a záchranných systémů

Petr Kopec

Doctoral thesis

Innovation and Development of the Peripheral Device for Robots and Manipulators for Applications in the Field of Safety and Protection of Residents and Rescue System

Abstract:

Předkládaná disertační práce je zaměřená na inovaci a vývoj všesměrových kol s cílem splnit definované limitní parametry určující komfort odvalování s následnou možností implementace do transportních prostředků, využívaných k přepravě osob v rámci nemocnic a obdobných institucí. Cílem vývoje je sestavit flexibilní nástroj v podobě metodiky předběžného návrhu rozměrových parametrů všesměrového kola ve formě skeletonů dílčích komponentů, jež vycházejí z definovaných vstupních hodnot, stanovených scénářem nasazení. Charakter vstupních hodnot předběžného návrhu je sestaven s ohledem na širokou škálu možných aplikací a rozměrových tříd všesměrových kol, přičemž výstupní parametry vycházejí jak z hodnot definovaných na počátku, tak vnitřních souvislostí návrhu všesměrového kola. Výstupní hodnoty parametrů předběžného návrhu všesměrového kola jsou dále experimentálně ověřeny na konkrétní geometrii rozměrově vhodné k implementaci do uvažovaných transportních systémů. Projevy chování s vazbou na komfort odvalování jsou ověřeny sledem testovacích kroků s výstupem ve formě záznamu hodnot zrychlení vibrací. Vytvořená metodika návrhu všesměrového kola představuje silný nástroj, pomocí kterého může konstruktér již v první iteraci návrhu a ve velmi krátkém čase získat konkrétní parametry, které mohou být velmi blízké finálnímu návrhu řešení.

Abstract:

The presented dissertation focuses on innovation and development in omnidirectional wheels with the aim to meet the defined limit parameters concerning the rolling comfort with the subsequent options for implementing in equipment used for transporting persons in hospitals and similar institutions. The aim of the development is to create a flexible tool in the form of a preliminary design methodology and dimension parameters of the omnidirectional wheel shown in skeletons of individual components designed according to the defined input values and application scenario. The character of the preliminary design input values considers the wide range of potential applications and size categories of omnidirectional wheels and the input parameters are dictated by the values defined in the initial stage, as well as internal connections in the omnidirectional wheel design. The output values of the preliminary design parameters for the omnidirectional wheel are subsequently tested in an experiment using a specific geometry with dimensions suitable for the intended transport systems. Behaviour of the designed structure concerning the rolling comfort is verified in a series of testing steps with an output consisting of a record of acceleration values for the occurring vibration. The created methodology for designing omnidirectional wheels is a powerful tool allowing design engineers to obtain specific parameters that may be very close to the final design in the first design stage and within a very short time.

Keywords

metodika návrhu, všesměrové kolo, transportní prostředek

Keywords

design methodology, omnidirectional wheel, stretcher

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 1. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 4. 5. 2017
• Supervisor: Jiří Skařupa
• Reader: Radek Knoflíček, Zdeněk Konečný, Petr Čermák

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Robotika