Robotikot kahdesta maasta voittivat yhteisen apurahan kilpailussa parhaista perustieteellisistä hankkeista
Tutkijat luovat robottijärjestelmiä jamanipulaattorit, jotka koostuvat rinnakkaiset linkit, jotka perustuvat kierteisiin kierteisiin - kierretyt narutoimilaitteet, TSA. Tämä antaa 2-3 kertaa lisätä tällaisten järjestelmien hyötykuormaa ja niiden hallinnan tarkkuutta. TSA-pohjaisissa käyttölaitteissa toisen puolen lanka kiinnitetään moottoriin ja sen toinen pää kiinnitetään työkappaleeseen tai mekanismiin, joka siirtää hyötykuormaa. Kiertämisen seurauksena kierteet vähenevät ja liikuttavat työkappaletta.
Tämän tyyppisellä asemalla on useita ainutlaatuisiaedut, jotka tekevät siitä houkuttelevan kaikenlaisten robottijärjestelmien kehittämisessä ja suunnittelussa, ovat kevyt paino, korkeat kehitetyt ponnistelut, tarkkuus, joustavuus suunnittelussa ja asennuksessa.
Igor Gaponov, Innopolis-yliopiston mekatroniikan, valvonnan ja prototyyppien laboratorion päällikkö
Useimmat robotti aseetPerinteisiä taajuusmuuttajia käyttävässä peräkkäisessä rakenteessa on suhteellisen pieni kuormitettavuus. Tällaisten laitteiden ajurit asennetaan yleensä nivelissä - nivelissä, ja siksi robotin "olkapää" pakotetaan siirtämään loput 5-6 asemaa. Seurauksena on esimerkiksi 500 kg painava manipulaattori, joka pystyy nostamaan enintään 50 kg hyötykuormaa. Tällaisten manipulaattorien painoa voidaan kuitenkin vähentää merkittävästi säilyttäen samalla kuormitettavuus, koska käytetään uusia TSA-pohjaisia asemia ja linkkejä. Kehitysryhmän asiantuntijat kuitenkin suunnittelevat suurentavansa tätä lukua kolme kertaa niin, että 500 kg painava robotti voi nostaa jopa 150 kg hyötykuormaa.
Toinen suosittu teollisuuslaatumanipulaattoreita, joissa on tarkoitus käyttää TSA - rinnakkaistyyppisiä laitteita, joilla on suuri toiminta-alue, joita kutsutaan myös deltaroboteiksi. Niillä on suuri nopeus, mutta suhteellisen alhainen kantokyky, minkä vuoksi monitoimintoisia robottikahvoja ei voida asentaa tällaisiin manipulaattoreihin ilman vakavaa suorituskyvyn heikkenemistä. TSA: n pieni paino antaa kuitenkin luoda joustavampia ja kevyempiä robottikahvoja niiden perusteella, esimerkiksi tämän käyttölaitteen moottori voidaan asentaa etäältä tarttujasta - robotin pohjalta, ja siten robottivarteen kiinnitetyn harjan massa on enintään 200-300 g , toisin kuin useimmat kaupalliset analogit, joiden paino on 0,5 kg tai enemmän.
Projektityöt aloitettiin maaliskuussa ja kestävätvuoden 2021 loppuun. Yhteinen joukkue koostuu 13 henkilöstä. Innopolis University -projektia vetävät Igor Gaponov ja KAIST, professori Ji-Hwan Ryu. Venäläinen tietotekniikkayliopisto vastaa matemaattisten laitteiden kehittämisestä ja TSA-pohjaisten rakenteiden synteesistä. Toisen vuoden puoliväliin mennessä tutkijat suunnittelevat tällaisten laitteiden ohjausjärjestelmän kehittämisen loppuun saattamista ja tekevät kokeita syntetisoiduista mekanismeista. KAISTin henkilöstö keskittyy adaptiivisen johtamisjärjestelmän kehittämiseen ja passiivisuuteen perustuvan järjestelmän kehittämiseen. Kahden maan tutkijat valmistavat yhdessä prototyyppejä ja kokeita.
Kahden vuoden ajan tutkijat suunnittelevat kuvaamistateoreettiset perusteet rinnakkaismekanismien ja robottien statistiikan ja dynamiikan mallinnukselle TSA: n perusteella, kehitetään menetelmiä tiedon saamiseksi ulkoisista ympäristövaikutuksista roboteissa ilman erikoistuneita voima-antureita, luokitellaan tällaisten robottien rakenteet ja kuvataan niiden ominaisuudet ottaen huomioon TSA: n käyttö, järjestelmien automatisoidun synteesin menetelmät halutut ominaisuudet, optimoidun rakenteen robottien prototyyppien synteesi, kehitetään matemaattinen laite automaattista suunnittelua varten I ja linkkien ja robottien etenemissuunnan optimointi, samoin kuin sovitetut ohjausjärjestelmät kierrettyjen kierteiden yksittäisille käyttölaitteille ja niihin perustuville laitteille.
Innopoliksen yliopiston henkilökunnan mukaanKehitettyjen ja rakennettujen moduulien perusteella on mahdollista suunnitella laitteita ja järjestelmiä, joita käytetään melkein kaikilla nykyaikaisen tekniikan aloilla: teolliset manipulaattorit ja työstökoneet, ihmisen ja koneen rajapinnat, lääketieteellinen robottiikka, eksoskeletonit ja muut. Erilliset TSA-pohjaiset moduulit voidaan toteuttaa liikkuvissa roboteissa ja muissa järjestelmissä, joissa tarvitaan lineaarisia taajuusmuuttajia.