Энергоэффективные законы движения мобильных роботов

Энергоэффективные законы движения мобильных роботов

Клестов Антон Дмитриевич, техник, Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шабанов Дмитрий Вячеславович, к.т.н., доцент Высшей школы автоматизации и робототехники (ВШАиР), СПбПУ, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Милентей Владимир Евгеньевич, магистрант ВШАиР, СПбПУ, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Волков Андрей Николаевич, д.т.н., доцент, профессор, СПбПУ, Институт машиностроения материалов и транспорта (ИММиТ), ВШАиР, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., Scopus ID: 56585311600, Elibrary ID: 651594

Романов Павел Иванович, д.т.н., профессор, профессор Высшей школы машиностроения (ВШМ), СПбПУ, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Индекс УДК: 629.3:007.52

EDN: KQUNHL

Аннотация. Предложен алгоритм энергоэффективного прямолинейного движения мобильного робота по наклонной поверхности, применимый без заведомо известной длительности пути. Показано влияние углов наклона поверхности движения и длины пути на производительность робота. Предложен метод определения предпочтительных крейсерской скорости и тяговой силы исходя из соотношения критериев затрат энергии и потерь производительности. Разработан алгоритм, позволяющий реализовать предложенную стратегию движения в условиях переменной величины угла наклона поверхности. По результатам компьютерного моделирования оценена эффективность применения разработанного алгоритма.

Ключевые слова: энергоэффективность, мобильный робот, закон движения, производительность транспортного робота, движение по наклонным поверхностям

Для цитирования: Энергоэффективные законы движения мобильных роботов / А.Д. Клестов [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 14. – № 1. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2026. – С. 21-29. – EDN: KQUNHL.

Благодарности
Исследование профинансировано Министерством Науки и Высшего образования Российской Федерации в рамках стратегической академической лидерской программы «Приоритет 2030» (соглашение 075-15-2025-210 от 04.04.2025).

Список источников

  1. Welding seam recognition and tracking for a novel mobile welding robot based on multi-layer sensing strategy / Liu C. [et al.] // Measurement Science and Technology. February 2022, 33(5). DOI:10.1088/1361-6501/ac3d06.
  2. Предварительный анализ условий работы колёсного движителя внутритрубного диагностического модуля / Р.Ю. Добрецов [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – 2024. – Т. 12. – №4. – С. 315-320. DOI: 31776/RTCJ.12409.
  3. Попов Д.О. Повышение эффективности функционирования транспортных роботов с учетом цикла работы аккумуляторной батареи / Д.О. Попов, А.Н. Волков // Наука и бизнес: пути развития. – 2023. – №7(145). – С. 60-63. EDN: CVTFCY.
  4. Корсунский В.А. Повышение эффективности мобильных роботов путем использования дополнительного источника энергоснабжения – маховичного аккумулятора энергии // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2013. – №5. – С. 125-134. DOI: 7463/0513.0566233. EDN: QZHKVZ.
  5. Barbashov N.N. Development of a braking energy recovery device for an agricultural robot / N.N. Barbashov, A.A. Barkova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 677(3):032095. DOI: 10.1088/1755-1315/677/3/032095.
  6. Жилейкин М.М. Повышение энергоэффективности движения и опорной проходимости мобильного колесного сочлененного робота путем управления индивидуальным тяговым электроприводом // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2021. – №5(734). – С. 17-23. – DOI: 18698/0536-1044-2021-5-17-23.
  7. A case study of mobile robot's energy consumption and conservation techniques / Mei Y. [et al.] // ICAR'05. Proceeding, 12th International Conference on Advanced Robotics, 2005. – IEEE, 2005. – Pp. 492-497. DOI: 10.1109/ICAR.2005.1507454.
  8. Energy-efficient mobile robot exploration / Mei Y. [et al // Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006. ICRA 2006. – IEEE, 2006. – Pp. 505-511. DOI: 10.1109/ROBOT.2006.1641761.
  9. Zhang H. A survey of energy-efficient motion planning for wheeled mobile robots / Zhang H., Zhang Y., Yang T. // Industrial Robot: the international journal of robotics research and application. – 2020. – Vol. 47. – №4. – Pp. 607-621. DOI: 10.1108/IR-03-2020-0063.
  10. Energy-efficient motion planning for mobile robots / Mei Y. [et al.] // IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA'04. 2004. – IEEE, 2004. – Vol. 5. – Pp. 4344-4349. DOI: 10.1109/ROBOT.2004.1302401.
  11. Пути повышения эффективности функционирования транспортных роботов / А.Н. Волков [и др.] // Наука и бизнес: пути развития. – 2022. – №11(137). – С. 30-38.
  12. Tokekar P. Energy-optimal velocity profiles for car-like robots / Tokekar P., Karnad N., Isler V. // 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation. – IEEE, 2011. – С. 1457-1462. DOI: 10.1109/ICRA.2011.5980374.

Поступила в редакцию 10.08.2025
Поступила после рецензирования 25.09.2025
Принята к публикации 19.11.2025