Дашевский Владимир Павлович, к.т.н., старший научный сотрудник
Scopus Author ID 6603052314
199178, Санкт-Петербург, 14-я линия Васильевского острова, д. 39
Vladimir P. Dashevsky, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher
Scopus Author ID 6603052314
39, Vasil’evskii ostrov, 14-ya liniya, St. Petersburg, 199178
Бизин Максим Михайлович, ведущий инженер
199178, Санкт-Петербург, 14-я линия Васильевского острова, д. 39
Maxim M. Bizin, Leading Engineer
39, Vasil’evskii ostrov, 14-ya liniya, St. Petersburg, 199178
Галыкин Юрий Валерьевич, младший научный сотрудник
199178, Санкт-Петербург, 14-я линия Васильевского острова, д. 39
Yuri V. Galykin, Junior Researcher
39, Vasil’evskii ostrov, 14-ya liniya, St. Petersburg, 199178
Цели. Целью исследования является повышение автономности функционирования и длительности бесперебойной работы беспилотных летательных аппаратов за счет разработки наземной роботизированной платформы сервисного обслуживания с оригинальной конвейерной системой транспортировки. Ключевым технологическим требованием к системе транспортировки является создание легкого складного конвейера высокой пропускной способности, обеспечивающего синхронизацию всех процессов: выравнивания после посадки, перемещения и выполнения сервисных операций.
Методы. Оценка эффективности разработанного комплекса программно-аппаратных средств конвейера осуществлялась с помощью методов компьютерного и натурного моделирования. Разработка конвейера осуществлялась в рамках методологии системного инженерного проектирования под заданные эксплуатационные требования. На этапе проектирования применялся сравнительный анализ кинематических схем (ленточный, цепной, шестеренчатый, зубчато-ременной).
Результаты. Создана и апробирована конструкция прототипа роликового конвейера дронопорта, которая по совокупности критериев превосходит возможные альтернативы: конвейер с лентой, роликовый конвейер с шестереночной передачей вращения, роликовый конвейер с цепной передачей. При изготовлении образца использовалась 3D-печать из конструкционных термопластов (полиэтилентерефталат-гликоль, PETG) для производства шкивов основных роликов и опорных роликов ремня, технологии трехосевых фрезерных станков с числовым программным управлением для изготовления опорных планок для роликов, а также стандартные алюминиевые профили и полимерные трубы. Экспериментальные исследования прототипа роликового конвейера с зубчато-ременным приводом под нагрузкой до 100 кг подтвердили стабильную работу на скоростях 5–15 см/с, в т.ч. на подъеме до 6°. Энергопотребление не превышало 20–25 Вт при крейсерской скорости 10 см/с и габаритах рабочей области роликов 1900 × 900 мм.
Выводы. Разработаны и экспериментально апробированы новая конструкция и технология изготовления складного конвейера, отвечающие требованиям роботизированной платформы межполетного обслуживания. Секция конвейера успешно прошла испытания и готова к интеграции в платформу в качестве ключевого транспортирующего модуля, обеспечивающего высокую пропускную способность платформы при минимальном энергопотреблении.
Objectives. The study aims to enhance the operational independence and uptime of unmanned aerial vehicles by developing a ground-based robotic service platform equipped with a unique conveyor system. The key technological requirement for the system is to create a lightweight, foldable conveyor that has a high throughput capacity to ensure the synchronization of all processes involved, including alignment after landing, movement, and maintenance operations.
Methods. Computer simulations and physical modeling approaches were used to evaluate the effectiveness of the proposed conveyor hardware and software solutions. In order to meet the specified operational requirements of the conveyor, a suitable system engineering methodology was employed. During the design phase, a comparative analysis of various kinematic drive systems based on chains, gears, and belts was carried out.
Results. The developed and tested prototype roller conveyor system for a drone port outperforms potential alternative systems, such as belt conveyors, gear-driven roller conveyors, and chain-driven roller conveyor systems, across a range of performance criteria. The main roller pulleys and belt support rollers are manufactured using 3D printing of engineering thermoplastics. The roller support bars are produced using 3-axis computer numerical control milling technology. The design was based on standard aluminum profiles and polymer pipes. Experimental tests of the toothed-belt-driven roller conveyor prototype under loads of up to 100 kg confirmed stable operation at speeds of 5–15 cm/s, including on inclines of up to 6°. Power consumption did not exceed 20–25 W at a working speed of 10 cm/s and a roller working area measuring 1900 × 900 mm.
Conclusions. A new design and manufacturing technology for a folding conveyor was developed and tested experimentally to meet the requirements of a robotic interflight service platform. Testing successfully confirmed the reliability of the conveyor, which is now ready to be integrated into the platform as a critical transport module. This will ensure high platform throughput while minimizing energy consumption.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.