Robotici z dvoch krajín získali spoločný grant v súťaži o najlepšie zásadné vedecké projekty
Vedci vytvoria robotické systémy amanipulátory pozostávajúce z článkov paralelného typu založených na skrútených vláknach - skrútené reťazové ovládače, TSA. To umožní 2 až 3-krát zvýšiť užitočné zaťaženie takýchto systémov a presnosť ich riadenia. V pohonoch založených na TSA je závit na jednej strane pripojený k motoru a jeho druhý koniec je pripojený k pracovnému telu alebo mechanizmu, ktorý pohybuje užitočným zaťažením. V dôsledku krútenia sa nite zredukujú a uvedú do pohybu pracovné teleso.
Tento typ pohonu má rad jedinečnýchvýhodami, ktoré ho robia atraktívnym pri vývoji a navrhovaní všetkých druhov robotických systémov, sú nízka hmotnosť, vysoké úsilie, presnosť, flexibilita pri navrhovaní a inštalácii.
Igor Gaponov, vedúci laboratória mechatroniky, riadenia a prototypovania Innopolis University
Väčšina robotických zbraníSekvenčná štruktúra s tradičnými pohonmi má relatívne nízku nosnosť. Jednotky v takýchto zariadeniach sú zvyčajne inštalované v kĺboch - kĺboch, a preto je „rameno“ robota nútené pohnúť zvyšných 5 až 6 pohonov. Výsledkom je, že manipulátor s hmotnosťou napríklad 500 kg je schopný zdvíhať maximálne 50 kg užitočného zaťaženia. Hmotnosť takýchto manipulátorov sa však môže výrazne znížiť pri zachovaní nosnosti vďaka použitiu nových pohonov a spojení založených na TSA. Odborníci z vývojového tímu však plánujú toto číslo trikrát zvýšiť, aby robot s hmotnosťou 500 kg mohol zdvihnúť až 150 kg užitočného zaťaženia.
Ďalší populárny priemyselný stupeňmanipulátorov, kde sa plánuje používať TSA - zariadenia paralelného typu s veľkým pracovným dosahom, ktoré sa tiež nazývajú delta roboty. Majú vysokú rýchlosť, ale relatívne nízku nosnosť, a preto multifunkčné robotické rukoväte nemôžu byť inštalované na takéto manipulátory bez vážneho zníženia výkonu. Nízka hmotnosť TSA vám však umožňuje vytvárať flexibilnejšie a ľahšie robotické držadlá na ich základe, napríklad motor v tomto pohone je možné nainštalovať na diaľku z chápadla - na základe robota, a tak hmotnosť kefy pripevnenej na robotickom ramene nebude viac ako 200 - 300 g , na rozdiel od väčšiny komerčných analógov, ktorých hmotnosť je 0,5 kg alebo viac.
Práce na projekte sa začali v marci a budú trvaťdo konca roku 2021. Spoločný tím sa skladá z 13 ľudí. Projekt z Innopolis University vedie Igor Gaponov a KAIST, profesor Ji-Hwan Ryu. Ruská IT univerzita je zodpovedná za vývoj matematického aparátu a syntézu štruktúr založených na TSA. V polovici druhého roka vedci plánujú dokončiť vývoj kontrolného systému pre takéto zariadenia a vykonávať experimenty na syntetizovaných mechanizmoch. Zamestnanci spoločnosti KAIST sa zamerajú na vývoj adaptívneho systému riadenia a vyvinú systém založený na pasivite. Vedci z týchto dvoch krajín budú spoločne vyrábať prototypy a experimenty.
Vedci plánujú popisovať dva rokyteoretické základy pre modelovanie statiky a dynamiky paralelných mechanizmov a robotov založených na TSA, vývoj metód získavania informácií o vonkajších vplyvoch na robota z prostredia bez špecializovaných senzorov sily, klasifikácia návrhov takýchto robotov a opis ich vlastností s ohľadom na použitie TSA, metódy automatizovanej syntézy systémov s požadované charakteristiky, syntéza prototypov robotov s optimalizovanou štruktúrou, vývoj matematického aparátu pre automatické plánovanie I a optimalizácia trajektórie spojení a robotov, ako aj adaptívne riadiace systémy pre jednotlivé pohony na skrútených vláknach a na nich založené zariadenia.
Podľa zamestnancov univerzity v Innopolise,Na základe vyvinutých a skonštruovaných modulov bude možné navrhnúť zariadenia a systémy, ktoré sa budú používať takmer vo všetkých oblastiach moderných technológií: priemyselné manipulátory a obrábacie stroje, rozhrania človek-stroj, lekárska robotika, exoskeletóny a ďalšie. Samostatné moduly založené na TSA môžu byť implementované do mobilných robotov a akýchkoľvek iných systémov, kde sú potrebné lineárne pohony.