Анализ и классификация автономных робототехнических систем по параметру энергопотребления

Аннотация

В работе проведен анализ автономных робототехнических систем и разработана классификация, в которой установлены взаимосвязи между массогабаритными характеристиками, энергопотреблением и энергоемкостью источника питания рассмотренных систем. Рассмотрены существующие классификации робототехнических систем и выявлено, что большинство работ посвящены классификациям форм, свойствам и назначению роботов, а также факторам, влияющим на потребление энергии. Анализ и классификация автономных робототехнических средств по уровню потребления энергии позволит осуществлять обоснованный подбор наиболее эффективного класса и уровня мощности беспроводной системы передачи энергии для конкретного робота на этапе проектирования в зависимости от массогабаритных характеристик. Задача является особенно актуальной для активно развивающегося в настоящее время направления беспроводных систем передачи энергии мобильным роботам. В настоящем анализе основное внимание уделяется рассмотрению автономных мобильных наземных роботов, предназначенных для работы в помещениях. Рассмотрены роботы следующих типов: колесные, шагающие, антропоморфные и гибридные, включающие в себя несколько типов конструкций. Анализируемыми параметрами являются: потребляемая мощность, массогабаритные характеристики робота, используемый источник питания и его энергетические характеристики. Выделены четыре группы робототехнических систем по потребляемой мощности: потребители малой мощности (до 10 Вт), средней (от 10 до 250 Вт), высокой (от 250 до 1000 Вт) и сверхвысокой мощности (более 1000 Вт). Определены диапазоны потребляемых мощностей, линейных размеров, массы и энергоемкостей аккумуляторных батарей робототехнических средств для каждой из перечисленных групп. Построены графики зависимости потребляемой мощности от массогабаритных показателей рассмотренных роботов.