Roboticistas de dois países ganharam uma bolsa conjunta num concurso para os melhores projetos científicos fundamentais
Os cientistas criarão sistemas robóticos emanipuladores que consistem em elos do tipo paralelo baseados em atuadores torcidos - atuadores torcidos, TSA. Isso permitirá 2-3 vezes aumentar a carga útil desses sistemas e a precisão de seu gerenciamento. Nas unidades baseadas em TSA, a rosca é fixada em um lado do motor e sua segunda extremidade é conectada a um corpo ou mecanismo de trabalho que move a carga útil. Como resultado da torção, as roscas são reduzidas e acionam o corpo de trabalho.
Esse tipo de unidade possui váriosAs vantagens que o tornam atraente no desenvolvimento e no design de todos os tipos de sistemas robóticos são: peso leve, alto esforço desenvolvido, precisão, flexibilidade no design e instalação.
Igor Gaponov, Chefe do Laboratório de Mecatrônica, Controle e Prototipagem da Universidade de Innopolis
A maioria dos braços robóticos comestrutura seqüencial usando drives tradicionais, possui uma capacidade de carga relativamente baixa. As unidades nesses dispositivos geralmente são instaladas em juntas - juntas e, portanto, o "ombro" do robô é forçado a mover as 5-6 unidades restantes. Como resultado, um manipulador que pesa, por exemplo, 500 kg é capaz de levantar não mais que 50 kg da carga útil. No entanto, o peso desses manipuladores pode ser reduzido significativamente, mantendo a capacidade de carga devido ao uso de novos inversores e links baseados no TSA. No entanto, especialistas da equipe de desenvolvimento planejam aumentar esse número três vezes para que o robô com peso de 500 kg possa levantar até 150 kg da carga útil.
Outra classe industrial popularmanipuladores onde é planejado o uso de dispositivos TSA do tipo paralelo com uma ampla faixa de trabalho, também chamados de robôs delta. Eles têm alta velocidade, mas capacidade de carga relativamente baixa, e é por isso que as garras robóticas multifuncionais não podem ser instaladas nesses manipuladores sem degradação grave do desempenho. No entanto, o baixo peso do TSA permite que você crie garras robóticas mais flexíveis e leves, por exemplo, o motor nesta unidade pode ser instalado remotamente pela garra - na base do robô e, portanto, a massa da escova fixada no braço robótico não será superior a 200-300 g , diferentemente da maioria dos análogos comerciais, cujo peso é de 0,5 kg ou mais.
Os trabalhos do projeto começaram em março e durarãoaté o final de 2021. A equipe conjunta é composta por 13 pessoas. O projeto da Universidade de Innopolis é liderado por Igor Gaponov e do KAIST, Professor Ji-Hwan Ryu. Uma universidade de TI da Rússia é responsável pelo desenvolvimento do aparato matemático e pela síntese de estruturas baseadas no TSA. Em meados do segundo ano, os cientistas planejam concluir o desenvolvimento de um sistema de controle para esses dispositivos e realizar experimentos com mecanismos sintetizados. A equipe do KAIST se concentrará no desenvolvimento de um sistema de gerenciamento adaptável e desenvolverá um sistema baseado na passividade. Os cientistas dos dois países fabricarão em conjunto protótipos e experimentos.
Por 2 anos, os pesquisadores planejam descreverfundamentos teóricos da modelagem da estática e dinâmica de mecanismos e robôs paralelos baseados em TSA, desenvolva métodos para obter informações sobre influências ambientais externas em robôs sem sensores de força especializados, classifica os projetos de tais robôs e descreve suas propriedades levando em consideração o uso de TSA, métodos para síntese automatizada de sistemas com características desejadas, síntese de protótipos de robôs com estrutura otimizada, desenvolvem um aparato matemático para o planejamento automático I e otimização da trajetória de links e robôs, bem como sistemas de controle adaptativos para acionamentos individuais em threads e dispositivos torcidos com base neles.
De acordo com os funcionários da Universidade de Innopolis, emCom base nos módulos desenvolvidos e construídos, será possível projetar dispositivos e sistemas que serão utilizados em quase todas as áreas da tecnologia moderna: manipuladores industriais e máquinas-ferramentas, interfaces homem-máquina, robótica médica, exoesqueletos e muito mais. Módulos separados baseados em TSA podem ser implementados em robôs móveis e em qualquer outro sistema em que sejam necessários acionamentos lineares.