Robotici uit twee landen wonnen een gezamenlijke beurs in een competitie voor de beste fundamenteel wetenschappelijke projecten
Wetenschappers zullen robotsystemen maken enmanipulatoren bestaande uit parallelle schakels op basis van gedraaide draden - gedraaide stringactuatoren, TSA. Dit zal 2-3 keer het laadvermogen van dergelijke systemen en de nauwkeurigheid van hun beheer verhogen. Bij TSA-aandrijvingen is de schroefdraad aan één kant aan de motor bevestigd en het tweede uiteinde is bevestigd aan een werkend lichaam of mechanisme dat het laadvermogen verplaatst. Als gevolg van het draaien worden de draden verkleind en in beweging gebracht het werklichaam.
Dit type aandrijving heeft een aantal uniekede voordelen die het aantrekkelijk maken bij de ontwikkeling en het ontwerp van alle soorten robotsystemen zijn lichtgewicht, hoge inspanningen, nauwkeurigheid, flexibiliteit in het ontwerp en de installatie.
Igor Gaponov, hoofd van het laboratorium voor mechatronica, controle en prototyping van Innopolis University
De meeste robotarmen metsequentiële structuur met traditionele schijven, hebben een relatief laag laadvermogen. Aandrijvingen in dergelijke apparaten worden meestal geïnstalleerd in gewrichten - gewrichten en daarom wordt de "schouder" van de robot gedwongen de resterende 5-6 schijven te verplaatsen. Hierdoor kan een manipulator die bijvoorbeeld 500 kg weegt, niet meer dan 50 kg van de lading tillen. Het gewicht van dergelijke manipulatoren kan echter aanzienlijk worden verminderd met behoud van de laadcapaciteit door het gebruik van nieuwe schijven en links op basis van TSA. Deskundigen van het ontwikkelingsteam zijn echter van plan dit cijfer driemaal te verhogen, zodat de robot met een gewicht van 500 kg tot 150 kg van het laadvermogen kan tillen.
Een andere populaire industriële kwaliteitmanipulatoren waarbij het de bedoeling is om TSA - apparaten van het parallelle type met een groot werkbereik te gebruiken, ook wel deltarobots genoemd. Ze hebben een hoge snelheid, maar een relatief laag draagvermogen, en daarom kunnen multifunctionele robotgrepen niet op dergelijke manipulatoren worden geïnstalleerd zonder ernstige prestatievermindering. Door het lage gewicht van de TSA kunt u op basis daarvan flexibelere en lichtere robotgrepen maken, de motor in deze aandrijving kan bijvoorbeeld op afstand van de grijper worden geïnstalleerd - op basis van de robot, en dus zal de massa van de borstel die op de robotarm is bevestigd, niet meer zijn dan 200-300 g , in tegenstelling tot de meeste commerciële analogen, waarvan het gewicht 0,5 kg of meer is.
De werkzaamheden aan het project zijn in maart begonnen en zullen durentot eind 2021. Het gezamenlijke team bestaat uit 13 personen. Het project van de Innopolis University wordt geleid door Igor Gaponov en door KAIST, professor Ji-Hwan Ryu. Een Russische IT-universiteit is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van het wiskundige apparaat en de synthese van structuren op basis van TSA. Halverwege het tweede jaar zijn wetenschappers van plan de ontwikkeling van een besturingssysteem voor dergelijke apparaten te voltooien en experimenten uit te voeren met gesynthetiseerde mechanismen. KAIST-medewerkers zullen zich richten op het ontwikkelen van een adaptief managementsysteem en zullen een systeem ontwikkelen dat is gebaseerd op passiviteit. Wetenschappers van de twee landen gaan gezamenlijk prototypes en experimenten maken.
Twee jaar lang zijn onderzoekers van plan om te beschrijventheoretische grondslagen voor het modelleren van de statica en dynamica van parallelle mechanismen en robots op basis van TSA, methoden ontwikkelen om informatie over de externe invloeden op de robot uit de omgeving te verkrijgen zonder gespecialiseerde krachtsensoren, classificeren de ontwerpen van dergelijke robots en beschrijven hun eigenschappen rekening houdend met het gebruik van TSA, methoden voor geautomatiseerde synthese van systemen met gewenste eigenschappen, synthese van prototypes van robots met geoptimaliseerde structuur, ontwikkeling van een wiskundig apparaat voor automatische planning Ik en optimalisatie van het traject van links en robots, evenals adaptieve besturingssystemen voor individuele aandrijvingen op twisted threads en apparaten die daarop zijn gebaseerd.
Volgens het personeel van Innopolis University, opOp basis van de ontwikkelde en geconstrueerde modules wordt het mogelijk om apparaten en systemen te ontwerpen die in bijna alle gebieden van de moderne technologie zullen worden gebruikt: industriële manipulatoren en werktuigmachines, mens-machine-interfaces, medische robotica, exoskeletten en meer. Afzonderlijke modules op basis van TSA kunnen worden geïmplementeerd in mobiele robots en andere systemen waar lineaire aandrijvingen nodig zijn.