Robotici ze dvou zemí získali společný grant v soutěži o nejlepší zásadní vědecké projekty
Vědci budou vytvářet robotické systémy amanipulátory sestávající z článků paralelního typu založených na kroucených vláknech - kroucené strunové ovladače, TSA. To umožní 2-3krát zvýšit užitečné zatížení takových systémů a přesnost jejich správy. U pohonů založených na TSA je závit upevněn na jedné straně k motoru a jeho druhý konec je připevněn k pracovnímu tělesu nebo mechanismu, který pohybuje užitečným zatížením. V důsledku kroucení jsou závity redukovány a uváděny do pohybu pracovního tělesa.
Tento typ jednotky má řadu jedinečnýchvýhodami, které z něj činí atraktivní při vývoji a konstrukci všech druhů robotických systémů, jsou nízká hmotnost, vysoké úsilí, přesnost, flexibilita při navrhování a instalaci.
Igor Gaponov, vedoucí laboratoře mechatroniky, řízení a prototypování Innopolis University
Většina robotických zbraníSekvenční struktura používající tradiční pohony, mají relativně nízkou nosnost. Pohony v takových zařízeních jsou obvykle instalovány do kloubů - kloubů, a proto je „rameno“ robota nuceno pohnout zbývajících 5 až 6 pohonů. Výsledkem je, že manipulátor vážící například 500 kg je schopen zvednout maximálně 50 kg užitečného zatížení. Hmotnost takových manipulátorů však může být významně snížena při zachování nosnosti díky použití nových pohonů a spojení založených na TSA. Odborníci z vývojového týmu však plánují toto číslo zvýšit třikrát, aby robot vážící 500 kg mohl zvednout až 150 kg užitečného zatížení.
Další populární průmyslová třídamanipulátory, u nichž se plánuje použití TSA - zařízení paralelního typu s velkým pracovním dosahem, nazývaná také roboti delta. Mají vysokou rychlost, ale relativně nízkou nosnost, a proto nelze na takové manipulátory instalovat multifunkční robotické madla bez vážného zhoršení výkonu. Nízká hmotnost TSA vám však umožňuje vytvářet pružnější a lehčí robotické úchopy na jejich základě, například motor v tomto pohonu lze instalovat vzdáleně z chapadla - na základě robota, a tak hmotnost kartáče připevněného na robotickém rameni nebude více než 200-300 g , na rozdíl od většiny komerčních analogů, jejichž hmotnost je 0,5 kg nebo více.
Práce na projektu začaly v březnu a budou trvatdo konce roku 2021. Společný tým se skládá z 13 lidí. Projekt z univerzity Innopolis vede Igor Gaponov a KAIST, profesor Ji-Hwan Ryu. Ruská IT univerzita je zodpovědná za vývoj matematického aparátu a syntézu struktur založených na TSA. V polovině druhého roku vědci plánují dokončit vývoj řídicího systému pro taková zařízení a provádět experimenty na syntetizovaných mechanismech. Zaměstnanci KAIST se zaměří na vývoj adaptivního systému řízení a vyvinou systém založený na pasivitě. Vědci obou zemí budou společně vyrábět prototypy a experimenty.
Dva roky vědci plánují popsatteoretické základy modelování statiky a dynamiky paralelních mechanismů a robotů založené na TSA, vývoj metod pro získávání informací o vnějších vlivech prostředí na roboty bez specializovaných senzorů síly, klasifikace návrhů takových robotů a popis jejich vlastností s přihlédnutím k použití TSA, metod pro automatickou syntézu systémů s požadované vlastnosti, syntéza prototypů robotů s optimalizovanou strukturou, vývoj matematického aparátu pro automatické plánování Já a optimalizace trajektorie spojů a robotů, jakož i adaptivní řídicí systémy pro jednotlivé pohony na kroucených vláknech a na nich založená zařízení.
Podle zaměstnanců univerzity v Innopolis dneNa základě vyvinutých a konstruovaných modulů bude možné navrhnout zařízení a systémy, které budou použity téměř ve všech oblastech moderní technologie: průmyslové manipulátory a obráběcí stroje, rozhraní člověk-stroj, lékařská robotika, exoskeletony a další. Samostatné moduly založené na TSA mohou být implementovány do mobilních robotů a dalších systémů, kde jsou zapotřebí lineární pohony.