<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Transport engineering</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Transport engineering</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Транспортное машиностроение</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2782-5957</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">86362</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/2782-5957-2024-8-21-30</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">DEVELOPMENT OF A MOBILE WHEELED ROBOT  FOR PARCEL DELIVERY</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>РАЗРАБОТКА МОБИЛЬНОГО КОЛЕСНОГО РОБОТА  ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОСЫЛОК</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0597-8505</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Политов</surname>
       <given-names>Евгений Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Politov</surname>
       <given-names>Evgeniy Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>politovyevgeny@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2020-0814</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Рукавицын</surname>
       <given-names>Александр Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rukavitsyn</surname>
       <given-names>Alexander Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>alruk75@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Лай</surname>
       <given-names>Юньхай </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Lai</surname>
       <given-names>Yunhai </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>laiyunhai594@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-08-30T06:22:17+03:00">
    <day>30</day>
    <month>08</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-08-30T06:22:17+03:00">
    <day>30</day>
    <month>08</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>8</issue>
   <fpage>21</fpage>
   <lpage>30</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-06-13T00:00:00+03:00">
     <day>13</day>
     <month>06</month>
     <year>2024</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2024-06-14T00:00:00+03:00">
     <day>14</day>
     <month>06</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/86362/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/86362/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью исследования является разработка подходов к проектированию мобильного колесного робота для транспортировки малогабаритных грузов, работающего автономно без участия человека-оператора. При этом основной задачей стала разработка математической модели колесного робота, учитывающая моменты трения качения и скольжения ведущих колес по опорной поверхности, и  которая позволила исследовать  пусковые режимы работы электромеханического  привода мобильного устройства. Повышение быстродействия мобильного робота достигается за счет минимизации времени  разгона до требуемых значений скоростей за счет применения 2-х этапного алгоритма изменения управляющего напряжения.  Разработка математической модели робототехнической системы осуществлялась на основе методов аналитической механики и теории автоматического управления. Используя преобразования Лапласа было получено аналитическое решение дифференциальных уравнений, описывающих динамику мобильного робота. Численное решение полученных уравнения осуществлялось в среде Mathcad. Новизна работы заключается в получение временных зависимостей для скорости и  тока в цепи электродвигателя колесного привода мобильного робота и установлении основных закономерностей движения в момент его запуска. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при разработке систем управления движением мобильных роботов с обратной связью, обеспечивающих стабилизацию заданного значения скорости движения  на установившихся режимах &#13;
Выводы:  разработана математическая модель мобильной робототехнической системы, исследованы  пусковые режимы ее работы, исследован метод комбинированного управления движением и осуществлено повышение быстродействия мобильного колесного устройства при перемещении по заданной траектории движения.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The study objective is to develop approaches to the design of a mobile wheeled robot for transporting small-sized goods, operating autonomously without the participation of a human operator. At the same time, the main task is to develop a mathematical model of a wheeled robot that takes into account the moments of rolling friction and sliding of the driving wheels on the support surface, and which allows to study the starting operation modes of the electromechanical drive of a mobile device. The increase in the speed of the mobile robot is achieved by minimizing the acceleration time to the required speed values through the use of a 2-stage algorithm for changing the control voltage. The development of a mathematical model of a robotic system is carried out on the basis of methods of analytical mechanics and the theory of automatic control. Using the Laplace transforms, an analytical solution of differential equations describing the dynamics of a mobile robot is obtained. Numerical solution of the obtained equations is carried out in Mathcad interface. The novelty of the work consists in obtaining time dependencies for the speed and current in the circuit of the electric motor of the mobile robot wheeled drive and finding out the basic patterns of movement at its launch. The results of the conducted research can be used in the development of motion control systems for mobile robots with feedback, ensuring the stabilization of a set value of the movement speed in steady-state modes.&#13;
Conclusions: a mathematical model of a mobile robotic system is developed, the starting modes of its operation and the method of combined motion control are studied, the speed of a mobile wheeled device is increased when moving along a given trajectory.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>мобильный робот</kwd>
    <kwd>транспортировка</kwd>
    <kwd>груз</kwd>
    <kwd>управление</kwd>
    <kwd>движение</kwd>
    <kwd>математическое моделирование</kwd>
    <kwd>напряжение</kwd>
    <kwd>скорость</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>: mobile robot</kwd>
    <kwd>transportation</kwd>
    <kwd>cargo</kwd>
    <kwd>control</kwd>
    <kwd>movement</kwd>
    <kwd>mathematical modeling</kwd>
    <kwd>voltage</kwd>
    <kwd>speed</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках реализации программы развития ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» проекта «Приоритет 2030»</funding-statement>
    <funding-statement xml:lang="en">This paper is funded in the context of the project Priority 2030 of the development program of the Southwest State University.</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Изучение движения мобильной колесной системы с кинематически связанными движителями. Прогресс транспортных средств и систем. 2018: материалы международной научно-практической конференции. 2018. С. 162.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yatsun SF, Zhuo PV, Rukavitsyn AN. Study of the movement of a mobile wheeled system with interlocked drivers. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, 2018: Progress of Vehicles and Systems; 2018.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Перспективы разработки мобильных робототехнических систем с кинематическими связанными движителями. Тенденции развития науки и образования. 2018; С. 33-35.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yatsun SF, Zhuo PV, Rukavitsyn AN. Prospects for the development of mobile robotic systems with interlocked drivers. Trends in the development of science and education;  2018.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кампион Г., Бастен Ж.,  д’Андреа-Новель Б. Структурные свойства и классификация кинематических и динамических моделей колесных мобильных роботов. Нелинейная динамика. 2011 Т. 7 № 4 (Мобильные роботы). С. 733-769.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Campion G, Basten J, d'Andrea-Novell B. Structural properties and classification of mathematical and dynamic models of mobile wheeled robots. Nonlinear Dynamics. 2011;7(4):733-769.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Павловский В.Е., Алисейчик А.П. Модель и динамические оценки управляемости и комфортабельности движения многоколесного мобильного робота. Журнал проблемы управления. 2013 № 1 С.70-78.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pavlovsky VE, Aliseychik AP. Model and dynamic estimates of controllability and comfort of movement of a multi-wheeled mobile robot. Control Sciences. 2013;1:70-78.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сизых В.Н., Баканов М.В. Математическая модель для адаптивного управления трёхколёсным мобильным роботом. Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство: Материалы международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург: СПбФ НИЦ МС, 2018. № 1 С. 9-18.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sizykh VN, Bakanov MV. Mathematical model for adaptive control of a three-wheeled mobile robot. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, 2018: Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. St. Petersburg: SPbF SIC MS; 2018.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бартенев В.В., Яцун С.Ф. Аль Еззи А.С. Математическая модель движения мобильного робота с двумя независимыми ведущими колесами по горизонтальной плоскости. Известия Самарского научного центра Российской академии наук,  2011, №4 С (13).288-293</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bartenev VV, Yatsun SF, Al Yezzi AS. Mathematical model of the movement of a mobile robot with two independent driving wheels along a horizontal plane. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2011;4(13):288-293</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пупков К.А., Егупов Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управлении: М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 616 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pupkov KA, Egupov ND. Methods of classical and modern theory of automatic control. Synthesis of regulators of automatic control systems. Moscow: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University; 2004.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Зенкевич  С.Л.,  Назарова  А.В. Система управления мобильного колесного робота. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2006. № 3 С.31-48.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zenkevich SL, Nazarova AV. Control system of a mobile wheeled robot. Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Instrument Engineering. 2006;3:31-48.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gronowicz A., Szrek J. Design of LegVan Wheel-Legged Robot’s. Mechanical and Control System ( SYROM 2009). 2009 Pp. 145-158.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gronowicz A, Szrek J. Design of LegVan wheel-legged robot’s. Mechanical and Control System ( SYROM 2009); 2009.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Krzysztof Kozlowski. Dariusz Pazderski. Modeling and control of fourwheeled skid-steering mobile robot. Math. Comput. Sci., 2004, Vol. 14,No. 4, 477–496</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krzysztof Kozlowski. Dariusz Pazderski. Modeling and control of fourwheeled skid-steering mobile robot. Math. Comput. Sci. 2004;14(4):477–496.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Евстигнеев М. И., Литвинов Ю. В., Мазулина В. В. и др. Алгоритмы управления роботом при движении по пересеченной местности. Изв. вузов. Приборостроение. 2015, № 9 (58) С. 738-741.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evstigneev MI, Litvinov YuV, Mazulina VV. Algorithms for controlling the robot when driving over rough terrain. Izv. universities. Instrumentation. 2015;9(58):738-741.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
