Authors

Abstract

This study focuses on the development of a multifunctional agricultural robotic platform. Previous articles in this series established the need for such a platform based on the specific soil and climatic conditions of the Republic of Armenia. Tests of a laboratory prototype indicated the need for further investigation of the platform’s dynamic behavior, particularly during operation in orchards and agricultural fields on sloping terrain, which is common in Armenia. Particular attention was given to changes in platform inclination during turning maneuvers on slopes and to the yaw moment generated about the vertical axis in four-wheeled robotic platforms with independently controlled wheels. Based on a mathematical model of the chassis incorporating elastic elements (springs) and damping elements (shock absorbers), the differential equation governing the motion of the platform’s center of mass was formulated, together with moment equations about the transverse and longitudinal axes passing through the center of mass. Analysis of these equations yielded the differential equations governing the platform’s vertical oscillations. Expressions were subsequently derived for the displacement, velocity, acceleration, and jerk associated with the platform’s free oscillations. These equations can be used to evaluate ride smoothness and determine the spring stiffness and shock-absorber damping coefficient required to achieve the desired suspension performance.

Abstract in English

Ներկայացվող հոդվածը նվիրված է գյուղատնտեսական բազմաֆունկցիոնալ ռոբոտ-հարթակի մշակման խնդրին։ Շարքի նախորդ հոդվածներում հիմնավորվել է այդպիսի ռոբոտ-հարթակի մշակման անհրաժեշտությունը ելնելով հանրապետության հողակլիմայական պայմանների առանձնահատկություններից։ Մշակվող ռոբոտ-հարթակի լաբորատոր փորձանմուշի փորձարկումները ցույց տվեցին, որ անհրաժեշտ է իրականացնել լրացուցիչ հետազոտություններ, որոնք հնարավորություն կտան բացահայտելու ռոբոտ-հարթակի շարժման դինամիկան հատկապես թեքություններում տեղակայված այգիներում ու դաշտերում, որոնք բնութագրական են Հայաստանի Հանրապետության հողատեսքերի համար։ Հաշվի են առնվել թեքություններում շրջադարձի ընթացքում տեղի ունեցող թեքության անկյան տրանսֆորմացիան, և որ չափազանց կարևոր է, միայն քառանիվ, իրարից անկախ կառավարվող անիվներով ռոբոտ-հարթակներին ներհատուկ, ուղղաձիգ առանցքի շուրջ առաջացող պտտող մոմենտը, որը էական ազդեցություն է թողնում կայունության վրա։ Ընթացքային մասի, առաձգական էլեմենտ (զսպանակ) և մարիչ (ամորտիզատոր) պարունակող հաշվարկային սխեմայի համար կազմվել են ռոբոտ-հարթակի մասսաների կենտրոնի շարժման դիֆերենցիալ հավասարումը, ծանրության կենտրոնով անցնող լայնական ու երկայնական սիմետրիայի առանցքների նկատմամբ մոմենտների հավասարումները, դրանց վերլուծության արդյունքում ստացվել են հարթակի ուղղաձիգ տատանումների դիֆերենցիալ հավասարումները։ Արդյունքում ստացվել են հարթակի սեփական տատանումների ընթացքում առաջացող տեղափոխությունների, արագությունների, արագացումների և արագացումների փոփոխության որոշման հավասարումները, որոնք հնարավորություն են տալիս գնահատելու ընթացքի սահունությունը և որոշելու դրա ապահովման համար անահրաժեշտ կախոցի համակարգի զսպանակի անհրաժեշտ կոշտությունն ու ամորտիզատորի դիմադրության գործակիցը։