Bachelor's Thesis

Levitaing rover powered by compressed air

Final Thesis 7.82 MB

Author of thesis: Simona Petrovská

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Michal Michalec, Ph.D.

Reviewer: Ing. Čeněk Šváb

Abstract:

This thesis focuses on the development of a functional prototype of a levitating rover powered by compressed air. The main problem addressed is the integration of air levitation and pneumatic propulsion into a single functional unit. The core of the issue lies in the application of aerostatic bearings to generate an air film. This film serves to lift the chassis and minimize friction between the vehicle and the surface. The vehicle is propelled by steerable nozzles. Furthermore, the thesis addresses the selection of 3D printing parameters to ensure maximum airtightness and optimal flatness of the chassis. The vehicle is controlled remotely using a commercially available remote control. The prototype of the vehicle was constructed and tested.

Keywords:

air levitation, compressed air propulsion, 3D printing, aerostatic bearings, remote control

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své bakalářské práce a zodpověděl otázky oponenta. V analytickém modelu počítáte na základě průtoku výšku nosného filmu. Jak by se tato výška změnila v případě, že otevřeme ventil vedoucí k natáčecím tryskám? - zodpovězeno Ing.Valena - Proč jste zařadila elektromagnetické ventily? - zodpovězeno Doc.Kubík - Jak jste navrhovala průměry hadiček vzhledem k průtoku? - zodpovězeno Kdyby se zvětšili průměry hadiček, mělo by to dopadl na ztrátu? - zodpovězeno Doc. Nečas - Jaká je primární motivace práce? - zodpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. David Nečas, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. David Škaroupka, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Valena, Ph.D. (člen)
Ing. David Košťál, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Michalec, Ph.D.

Práce se zabývá návrhem, výrobou a experimentálním ověřením funkčního prototypu levitujícího vozítka poháněného stlačeným vzduchem. Rešeršní část je zpracována přehledně a systematicky se zaměřením na jednotlivé funkční a konstrukční celky navrhovaného zařízení. Pozitivně hodnotím analýzu dostupných řešení, ze které vycházejí navržené koncepční varianty, a zejména jejich vzájemné porovnání pomocí relevantních hodnoticích kritérií, které vedlo k systematické volbě finálního řešení. Konstrukční návrh je detailně popsán a doplněn potřebnými výpočty. Součástí práce jsou také návrhy pneumatických a elektronických obvodů, které dokládají široký záběr znalostí studentky v oblasti konstrukce, pneumatiky, elektroniky a řízení. Prototyp byl úspěšně vyroben a otestován. Na základě naměřených dat studentka identifikovala významné ztráty v pneumatickém systému, navrhla úpravy konstrukce a diskutovala možnosti jejich odstranění. Výsledky jsou prezentovány přehledně a jejich interpretace poskytuje podněty pro další rozvoj navrženého řešení. Hlavní cíl i dílčí cíle práce považuji za splněné v plném rozsahu. Studentka pracovala průběžně od samotného začátku zadání práce, pravidelně konzultovala postup řešení a aktivně přicházela s vlastními nápady. Vzhledem k uvedeným skutečnostem doporučuji práci k obhajobě s výsledným hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Čeněk Šváb

Bakalářská práce se věnuje návrhu a výrobě prototypu levitujícího vozítka, které ke svému pohybu i nadnášení využívá stlačeného vzduchu. V rešeršní části autorka popisuje principy aerostatických ložisek, tvorbu nosného vzduchového filmu a dopravní prostředky využívající stlačeného vzduchu k pohybu. Získané znalosti následně implementuje do vlastních konstrukčních konceptů na základě, kterých vytváří finální návrh. Tento návrh je následně vyroben, porovnán s analytickým modelem a následně otestován čímž autorka naplňuje všechny stanovené cíle svojí práce.

Text je logicky strukturovaný, čtivý a poskytuje jasný vhled do problematiky bez zbytečného balastu. Po grafické stránce je práce na vysoké úrovni. Oceňuji především funkční realizaci fyzického prototypu a snahu o zpětnou diagnostiku pneumatického obvodu. Taktéž bych chtěl vyzdvihnout provázání s odbornou literaturou a jejího vyžití při návrhu vozítka.

Slabinou práce jsou drobné překlepy a některé grafy (Obr. 48-49.) by si zasloužily jasnější popis os či detailnější vysvětlení postupu měření. V diskuzi mi rovněž chybí hlubší vyhodnocení korelace mezi naměřenými ztrátami v obvodu a jejich přímým dopadem na teoretické výpočty analytického modelu. Avšak vzhledem k tomu, že práce má primárně vývojový charakter, považuji výše zmíněné nedostatky za méně podstatné.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V analytickém modelu počítáte na základě průtoku výšku nosného filmu. Jak by se tato výška změnila v případě, že otevřeme ventil vedoucí k natáčecím tryskám?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová