Междисциплинарное моделирование роботов с использованием систем автоматизированного проектирования

Введение. В статье представлен междисциплинарный подход, интегрирующий методы и средства натурного и виртуального (3D) моделирования как в исследовательском процессе технического вуза, так и в практике промышленного проектирования. CAD/CAE-модели и технологии напрямую связаны с натурными моделями робо-тотехнических систем различного типа: мобильными роботами, манипуляторами и т. д. Таким образом, задача проектирования решается в двух взаимосвязанных средах: натурной и виртуальной. Материалы и методы. Интегрированная платформа, основанная на междисциплинарном подходе, включает в себя три части: 1) SolidWorks; 2) Arduino, Fischertechnik и RoboRobo конструкторы; 3) MS VisualStudio C++, COM технологии, SolidWorks и POSIEX socket API (Application Program Interface). API и COM используются как инструменты интеграции натурных и виртуальных моделей. Соответствующие Add-In или Stand-Alone приложения импортируют необходимые свойства виртуальной модели, которые используются для определения кинематических и динамических параметров управления роботом. Сенсоры робота, вебкамера, Wi-Fi, Bluetooth и радиосвязь позволяют создать двунаправленные связи между виртуальной и натурной моделью. Результаты исследования. На основе междисциплинарного подхода разработаны натурные и виртуальные (3D) модели, а также программное обеспечение, интегрированное в единую платформу проектирования объектов робототехники. Подход реализован как метод проектов в учебном и исследовательском процессе технического вуза, а также в практике промышленного проектирования. Обсуждение и заключения. Современное промышленное проектирование является междисциплинарной областью с высокой степень интеграции дисциплин. В исследовании показано, что разработанная интегрированная платформа эффективна как при использовании в сфере промышленного проектирования, так и в образовательном и исследовательском процессе технического вуза.