С развитием современных технологий и все большим внедрением автоматизированных систем, также возникает вопрос об автоматизации процесса обслуживания автомобилей. Именно эта тема и является рассматриваемым предметом в данной статье. Также в тексте представлено решение, которое позволит автоматизировать обслуживание автомобилей.
Ключевые слова: автоматизированная мойка, автомойка, манипулятор, автомобильная мойка, автоматизированная система.
С каждым годом количество автомобилей становится все больше, пропорционально этому увеличивается количество организаций, занимающихся их обслуживанием. Неотъемлемой частью ухода за личным автомобилем является периодическая мойка [1]. На сегодняшний день данная услуга достаточно распространена и в любом городе можно найти огромное количество автомоек, предлагающих такие услуги как чистка кузова, нанесение защитного покрытия, мытье подкапотного пространства и химчистка салона. Основные критерии автовладельца при выборе автомойки является цена, качество и скорость. Большинство организации используют труд наемного персонала и, в среднем, мойка занимает 20–25 минут, портальные мойки, имеющих достаточно маленький спектр операций, на сегодняшний день встречаются достаточно редко. С целью полной автоматизации процесса мойки автомобилей и сокращению затрачиваемого времени был спроектирован робот [2]. Основой данного робота (рисунок 1) два манипулятора, предназначенные для выполнения следующих функций:
Мойка автомобиля
Нанесение моющих средств
Нанесение защитного покрытия «антидождь»
Сухая чистка салона
Мытье подкапотного пространства
Некоторые трудность вызывает формирование правильной траектории манипулятора для точного его позиционирования в пространстве.
Задача состоит в том, чтобы переместить схват робота из начального кинематического положения Н(0) в заданное кинематическое положение Н(t) за время t [3]. Необходимо описать движение схвата манипулятора более детально, чтобы избежать столкновения с предметами, находящимися в рабочей области. Таким образом, определяются промежуточные точки, в которых должно быть найдено кинематическое положение схвата робота.
Для более подробно описанных траекторий должны быть определены значения обобщенной скорости и обобщенного ускорения. Очевидно, чтобы получить изменяющееся во времени кинематическое положение схвата робота Н(t), необходимо прибегнуть к множеству изменяющихся во времени углов в сочленениях, или, иначе, к зависящему от времени вектору углов в сочленениях Q(t), такому, что
где 
- не что иное, как зависящее от времени обратной задачи кинематики с начальными H(0) и конечным H(t) кинематическими положениями схвата робота.
Рассмотрим способы, применяемых для планирования и генерации желаемых векторов углов в сочленениях манипулятора [3].
Простейший и наиболее часто используемый способ определения закона изменения угла в сочленении 
- это определение начального и конечного замера 
и 
, которые обычно принимают следующие значения:
; 
; 
где tf — конечный момент времени, а к схвату робота предъявляется требование, чтобы он находился в состоянии покоя в начальный момент времени t=0 и достигал состояния покоя в момент времени t=t.
Условиям, поставленным выше могут удовлетворить многочлены третьей степени от времени, т. е.
такие, что
; 
откуда a2i и a3i получаются равными
Если начальная и конечная скорости не равны нулю, как в ситуации с роботом, отслеживающим движение конвейера, коэффициенты полинома получаются из условия выполнения следующих ограничений:
; 
После этого легко определить коэффициенты в формуле (6):
Учитывая требования непрерывности положения, скорости и ускорения решены относительно коэффициентов представленных выше. Данные соотношения носят достаточно общий характер, следовательно, могут быть применены к любой промежуточной точке между начальной и конечной точками траектории.
Актуальность темы, затронутой в статье, не вызывает сомнения — внедрение такой автоматизированной системы позволило бы снизить цену на оказываемые услуги, увеличить поток автомобилей. Кроме того, учитывая универсальность приведенных уравнений определения траектории манипуляторов, данный робот может быть использован в качестве базы для создания робота по ремонтной окраске кузова автомобилей или отдельных его частей.
Литература:
- Романькова Е. В. Организация мобильной автономной мойки // Журнал «Образование. Технология. Сервис». 2014. Т. 1. № 1 (5). С. 223–227.
- Агеев Е. В., Щербаков А. В., Пикалов С. В. Особые условия технической эксплуатации и экологическая безопасность автомобилей: учеб. пособие / Е. В. Агеев, А. В. Щербаков, С. В. Пикалов. — Курск: Изд-во ЗАО «Университетская книга», 2015. — 212 с.
- Медведев А. Е., Волыков К. П. Разработка микропроцессорной системы автоматизации процесса мойки автомобиля // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012. № 6 (94). С. 152–156.
