Robotiker från två länder vann ett gemensamt bidrag i en tävling om de bästa grundläggande vetenskapliga projekten
Forskare kommer att skapa robotsystem ochmanipulatorer som består av länkar av parallell typ baserade på tvinnade trådar - tvinnade strängmanövreringsorgan, TSA. Detta gör det möjligt för 2-3 gånger att öka nyttolasten för sådana system och noggrannheten för deras hantering. I TSA-baserade frekvensomriktare är tråden fixerad på ena sidan till motorn och dess andra ände är fäst vid en arbetsdel eller mekanism som förflyttar nyttolasten. Som ett resultat av vridningen reduceras trådarna och sätts i rörelse.
Denna typ av enhet har ett antal unikafördelarna som gör det attraktivt vid utveckling och design av alla typer av robotsystem är lätt vikt, högutvecklade insatser, noggrannhet, flexibilitet i design och installation.
Igor Gaponov, chef för laboratoriet för mekatronik, kontroll och prototypning av Innopolis universitet
De flesta robotarmar medsekventiell struktur med traditionella enheter, har en relativt låg lastkapacitet. Enheter i sådana enheter installeras vanligtvis i skarvar - leder, och roboten "axel" tvingas därför flytta de återstående 5-6 enheterna. Som ett resultat kan en manipulator som t ex väger 500 kg lyfter högst 50 kg nyttolast. Vikten av sådana manipulatorer kan emellertid minskas avsevärt medan bibehållen lastkapacitet beror på användningen av nya enheter och länkar baserade på TSA. Men experter från utvecklingsgruppen planerar att öka denna siffra tre gånger så att roboten som väger 500 kg kan lyfta upp till 150 kg av nyttolasten.
En annan populär industriell klassmanipulatorer där det planeras att använda TSA - enheter av parallelltyp med ett stort arbetsområde, även kallad delta-robotar. De har hög hastighet, men relativt låg bärförmåga, varför multifunktionella robotgrepp inte kan installeras på sådana manipulatorer utan allvarlig prestandaförsämring. Men den låga vikten av TSA ger dig möjlighet att skapa mer flexibla och lättare robotgrepp på grundval av dem. Till exempel kan motorn i denna enhet installeras på distans från griparen - på basis av roboten, och därmed kommer massan på borsten som är fixerad på robotarmen inte att vara mer än 200-300 g till skillnad från de flesta kommersiella analoger, vars vikt är 0,5 kg eller mer.
Arbetet med projektet började i mars och kommer att pågåfram till slutet av 2021. Det gemensamma teamet består av 13 personer. Projektet från Innopolis University leds av Igor Gaponov och från KAIST, professor Ji-Hwan Ryu. Ett ryska IT-universitet ansvarar för utvecklingen av den matematiska apparaten och syntesen av strukturer baserade på TSA. I mitten av andra året planerar forskare att slutföra utvecklingen av ett kontrollsystem för sådana anordningar och genomföra experiment på syntetiserade mekanismer. KAISTs personal kommer att fokusera på att utveckla ett adaptivt ledningssystem och kommer att utveckla ett system baserat på passivitet. Forskare från de två länderna kommer tillsammans att tillverka prototyper och experiment.
Under två år planerar forskare att beskrivateoretiska grunder för att modellera statistik och dynamik för parallella mekanismer och robotar baserade på TSA, utveckla metoder för att få information om yttre påverkan på roboten från miljön utan specialiserade kraftsensorer, klassificera designen av sådana robotar och beskriva deras egenskaper med hänsyn till användningen av TSA, metoder för automatiserad syntes av system med önskade egenskaper, syntes av prototyper av robotar med optimerad struktur, utveckla en matematisk apparat för automatisk planering Jag och optimering av banan för länkar och robotar samt adaptiva styrsystem för enskilda enheter på tvinnade trådar och enheter baserade på dem.
Enligt personalen vid Innopolis University, denBaserat på de utvecklade och konstruerade modulerna kommer det att vara möjligt att designa enheter och system som kommer att användas inom nästan alla områden inom modern teknik: industriella manipulatorer och maskinverktyg, gränssnitt mellan mänskliga maskiner, medicinsk robotik, exoskeletter och mer. Separata moduler baserade på TSA kan implementeras i mobila robotar och alla andra system där linjära enheter behövs.