Роботици от две страни спечелиха съвместен грант в конкурс за най-добри фундаментални научни проекти
Учените ще създадат роботизирани системи иманипулатори, състоящи се от връзки от паралелен тип, базирани на усукани нишки - усукани струнни изпълнителни механизми, TSA. Това ще позволи 2-3 пъти да увеличи полезния товар на такива системи и точността на тяхното управление. При задвижванията, базирани на TSA, нишката от едната страна е прикрепена към двигателя, а вторият му край е прикрепен към работно тяло или механизъм, който премества полезния товар. В резултат на усукване нишките се намаляват и привеждат в движение работното тяло.
Този тип задвижване има редица уникалнипредимствата, които го правят привлекателен при разработването и проектирането на всички видове роботизирани системи са леко тегло, високо развити усилия, точност, гъвкавост при проектирането и монтажа.
Игор Гапонов, ръководител на лабораторията по мехатроника, контрол и прототипиране на Университета в Инополис
Повечето роботизирани оръжия споследователна структура, използваща традиционните задвижвания, имат относително ниска товароносимост. Задвижванията в такива устройства обикновено се инсталират в стави - стави, поради което "рамото" на робота е принудено да премести останалите 5-6 задвижвания. В резултат на това манипулатор с тегло например 500 кг може да повдигне не повече от 50 кг от полезния товар. Въпреки това, теглото на такива манипулатори може да бъде значително намалено, като се запази капацитета на натоварване поради използването на нови задвижвания и връзки, базирани на TSA. Въпреки това, експерти от екипа за разработка планират да увеличат тази цифра три пъти, така че роботът с тегло 500 кг да може да вдигне до 150 кг полезен товар.
Друг популярен индустриален класманипулатори, където се планира да се използват TSA - устройства от паралелен тип с голям работен обхват, наричани още делта роботи. Те имат висока скорост, но сравнително ниска товароносимост, поради което многофункционални роботизирани ръкохватки не могат да бъдат инсталирани на такива манипулатори без сериозно влошаване на производителността. Въпреки това, ниското тегло на TSA ви позволява да създавате по-гъвкави и по-леки роботизирани ръкохватки на тяхна основа, например, моторът в това задвижване може да бъде инсталиран дистанционно от захващащия механизъм - на базата на робота и по този начин масата на четката, фиксирана върху роботизираната ръка, ще бъде не повече от 200-300 g за разлика от повечето търговски аналози, чието тегло е 0,5 кг или повече.
Работата по проекта започна през март и ще продължидо края на 2021г. Съвместният екип се състои от 13 души. Проектът от университета Innopolis се ръководи от Игор Гапонов, а от KAIST - професор Джи-Хван Рю. Руски ИТ университет е отговорен за развитието на математическия апарат и синтеза на структури, базирани на TSA. До средата на втората година учените планират да завършат разработването на система за управление на такива устройства и да проведат експерименти върху синтезирани механизми. Персоналът на KAIST ще се съсредоточи върху разработването на адаптивна система за управление и ще разработи система, основана на пасивността. Учените от двете страни ще произвеждат съвместно прототипи и експерименти.
В продължение на 2 години изследователите планират да опишаттеоретични основи за моделиране на статиката и динамиката на паралелни механизми и роботи, базирани на TSA, разработване на методи за получаване на информация за външните влияния върху робота от околната среда без специализирани датчици за сила, класифициране на проектите на такива роботи и описание на техните свойства, като се взема предвид използването на TSA, методи за автоматизиран синтез на системи с желаните характеристики, синтез на прототипи на роботи с оптимизирана структура, разработване на математически апарат за автоматично планиране I и оптимизация на траекторията на връзки и роботи, както и адаптивни системи за управление на отделни задвижвания върху усукани нишки и устройства, базирани на тях.
Според персонала на Innopolis University, наВъз основа на разработените и конструирани модули ще бъде възможно да се проектират устройства и системи, които ще се използват в почти всички области на съвременната технология: индустриални манипулатори и машинни инструменти, интерфейси човек-машина, медицинска роботика, екзоскелети и други. Отделни модули, базирани на TSA, могат да бъдат внедрени в мобилни роботи и всякакви други системи, където са необходими линейни задвижвания.