A Complete Framework for the Synthesis of Powered Floor Systems

Abstract

One of the most pressing issues in the field of mobile robotics is that of power delivery. By being fundamentally unattached to the environment, these systems often employ batteries. However, this can have some limitations related to cost, battery life etc.; a promising approach is that of powered floors, where a specially designed contact array is connected to the robot, and slides on a surface in which conducting bands are laid out, providing a continuous and uninterrupted electrical connection. In this paper, we provide a complete framework for the analysis and synthesis of these systems, to be used in the field of mobile robotics. We study the problem both in terms of feasibility and in quantitative terms; in particular, we illustrate a methodology related to n-sided polygons which takes into account a fuzzy representation of the bands, useful to analyze tolerances in the bands boundaries or in the position of the individual brushes. We support the theoretical framework with both numerical and experimental campaigns, and compare the results with existing state-of-the art solutions. Finally, we discuss possible further developments.

A Powered Floor System with Integrated Robot Localization

“…In a previous paper [1], we focused on a systematic study of the alternating bands sliding-contact based powered floor introduced by C. Shannon in the 1950s [27]; we provided a comprehensive framework for contact patterns for robots, based on regular polygons of n sides. In particular we demonstrated that triangle-and rectangle-shaped patterns cannot always guarantee contact, and that Shannon's pattern itself has several limitations.…”

“…Delivering electrical power to mobile robots or, more generally, to mobile systems is a challenge in many operative fields: transportation, automation, and logistics. Power supply systems based on sliding contacts [1] are an effective solution to power a large number of mobile robots, especially in swarm robotics applications, where powering a single robot by manually recharging the battery is time-consuming. They are also simple to implement and inexpensive.…”

Evaluation of the Advanced Erosion Impacts on the Medium Motion Inside а Microelectrode

“…Кроме того, фактор присутствия в среде, охлаждающей инструмент, частиц эрозии, в том числе из-за адгезии к электроду, ведет к некоторому изменению динамики процесса эрозии с временной вариацией формы электрода и к нарушению качества результата воздействия эрозии на материал [1,4,8,25,26]. В зоне эрозии действует несколько факторов, влияющих на вариации формы электрода [5].…”

“…Перекрытие частицами эрозии малоразмерного канала их движения, это фактор сильного изменения эрозии, массопереноса, _____________________________________________________________________________________  Деева В.С., Слободян С.М., Электронная обработка материалов, 2022, 58(2), 12-20. термодинамики и т.п. [21,23,24,27] [15,23,24], биомедицинских средств и систем [16,26], в технике и средствах конструирования наноэлектронных элементов на кристалле [31], в технике устройств микро-насосов и средств электроосмоса [6,26,[32][33][34], а так же во многих других отраслях техники, включая технику управления передачей тепла в микроэлектромеханических устройствах и микроэлектронных системах [35]. Представленные в [35], результаты учитывают использование влияния на движение микропотока среды действия силы Лоренца.…”

“…Примем в качестве эквивалента поры эрозии элементарную отдельную углеродную нанотрубку (УНТ) с виртуально сплошной поверхностью (англ. : cnt -carbon nanotube) из графена [6,13,[25][26][27][28]. Тогда эквивалент сечения канала движения среды представит собой сотовую структуру вида виртуальной матрицы из N 0т сингулярных элементов сечения канала.…”