CC BY
378
УДК 62-529
РОБОТОТЕХНИКА В КОСМОСЕ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО
РОБОТА-МАНИПУЛЯТОРА
Д. С. Гендик, Е. С. Ткачев
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, ул. Киренского, 26а E-mail: [email protected]
Рассмотрен процесс проектирования промышленного робота-манипулятора на базе кафедры «РиТК». Промышленный робот-манипулятор применим для производства высокоточного космического оборудования.
Ключевые слова: промышленный робот-манипулятор, энкодер, волновой редуктор, планетарный редуктор, грузоподъемность.
ROBOTICS IN THE SPACE. PROJECTING OF INDUSTRIAL ROBOT-MANIPULATOR
D. S. Gendik, E. S. Tkachev
Siberian Federal University 26a, Kirenskogo Str., Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected]
In this article examined process of projecting industrial robot manipulator on department of «RaTC» base. Industrial robot-manipulator applies for manufacturing high accuracy cosmic equipment.
Keywords: industrial robot-manipulator, encoder, gear, controller, automatization, joints.
Разработка робототехнических систем для целей исследования, освоения космоса и обслуживание космических отраслей является одним из знаковых направлений развития науки и техники. Именно в космосе сосредоточена наибольшая концентрация опасных для здоровья человека факторов, решение задач в условиях космоса невозможно без специального оборудования, обеспечивающего выживание человека. Первоочередными задачами космической робототехники становиться осуществление технического обслуживания спутников, сборка на орбите космических объектов, а также очистка околоземного космического пространства от техногенного мусора.
Области применения робототехнических систем в космосе
1. Работа в открытом космосе (в условиях вакуума, жестких ионизирующих излучений) снаружи и внутри космических кораблей.
Обслуживание, регламентные и ремонтные работы, сборочные, разгрузочно-погрузочные работы, инспекция.
2. Работа на поверхности планет и других космических тел
Исследование, освоение, строительство.
Применение робототехнических систем позволяет повысить эффективность решения задач в экстремальных условиях космоса, снизить расходы на исследовательские программы и эксплуатацию оборудования, существенно расширить возможности человека при освоении космических тел, строительстве в условиях вакуума, на порядок увеличить безопасность космонавтов.
Примеры использования роботов в космосе
Eurobot (рис. 1) - робот с тремя манипуляторами. Оператор робота находиться внутри МКС, а робот действует вне орбитального дома. Eurobot может переносить инструменты и оборудование, помогать астронавтам, вышедшим в открытый космос, выполнять дистанционный осмотр станции и так далее.
Секция «Механика конструкций ракетно-космической техники»
Canadarm2 (рис. 2) - мобильная обслуживающая система. Выполняет ключевую роль при сборке и обслуживании станции.
Рис. 1. Робот с тремя манипуляторами
Рис. 2. Мобильная обслуживающая система
Что такое промышленный робот
Промышленный робот - предназначенный для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе манипуляционный робот, т. е. автоматическое устройство, состоящее из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, которое формирует управляющие воздействия, задающие требуемые движения исполнительных органов манипулятора.
Устройство:
Основу манипуляторов составляют пространственные механизмы со многими степенями свободы. Манипуляторы выполняют работы в средах, недоступных или опасных для человека (подводные глубины, вакуум, радиоактивная среда и другие агрессивные среды), вспомогательные работы в промышленном производстве. Манипуляторы используются в медицинской технике (например, в протезировании). Манипуляторы изучает теория манипуляторов, которая является разделом теории машин и механизмов. В узком смысле манипулятором называется механическая рука.
Применение
Данные роботы могут применяться для электродуговой сварки, обслуживания станков, палети-рования, покраски, а также механической обработки.
Типы энкодеров
Существуют два типа энкодеров - инкрементальный и абсолютный
Инкрементальный энкодер - это устройство, которое определяет угол поворота вращающегося объекта, выдавая импульсный цифровой код.
Абсолютный энкодер выдает цифровой код, различный для каждого положения объекта, позволяет определять угол поворота оси даже в случае исчезновения и восстановления питания и не требует возвращения объекта в начальное положение, что является несомненным преимуществом этого типа энкодеров. Так как угол поворота всегда известен, то счетчик импульсов в этом случае не нужен.
Проект робота манипулятора
На базе кафедры РиТК мы занимаемся разработкой промышленного робота-манипулятора. Конечная цель нашего проекта - разработать универсальный промышленный робот-манипулятор с возможностью смены рабочего органа.
Первым шагом была модернизация робота KSR10. Мы заменили встроенный контроллер на контроллер Arduino Mega, также установили новый энкодер, ИК-датчик и WiFi-модуль.
Спецификация робота: грузоподъемность до 1 кг; точность позиционирования 0,1 мм, число степеней свободы 5; вид управления - позиционный; общая высота 1,2 м; радиус работы 0,9 м (рис. 3).
Рис. 3. Робот грузоподъемностью до 1 кг
В сочленении 1 установлен планетарный редуктор, в сочленениях 2-5 волновые редукторы.
Данный робот сможет найти свое применение в космической промышленности для переноса деталей, сварки и контроля качества деталей.
Библиографические ссылки
1. Информационные системы. Автоматизация авиакосмической отрасли. Космическая робототехника: состояние и перспективы развития. 2011. № 4.
2. НПО Андроидная техника. Космическая робототехника [Электронный ресурс]. URL: http://npo-at.com/projects/space/ (дата обращения: 03.03.2016).
3. МирПром. Применение роботов в аэрокосмической промышленности [Электронный ресурс]. URL: http://mirprom.ru/ (дата обращения: 03.03.2016).
4. Robo24. Все о роботах и технологиях. Промышленные роботы манипуляторы [Электронный ресурс]. URL: http://robo24.ru/promyshlennye-roboty (дата обращения: 03.03.2016).
5. ТАСС - Информационное агентство России. Графическая информация МКС [Электронный ресурс]. URL: http://tassgraphics.ru/ (дата обращения: 03.03.2016).
6. Свободная энциклопедия Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 03.03.2016).
7. Прайм-технология [Электронный ресурс]. URL: https://ptrobot.ru (дата обращения: 03.03.2016).
© Гендик Д. С., Ткачев Е. С., 2016
