или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

MASR – модульный робот-змея работающий на одном двигателе (+видео)

schedule 25.12.2017 в 09:24 link MASR модульный робот Израиль
Большинство роботизированных манипуляторов используют ряд жестких структурных элементов, соединенных управляемыми суставами, чтобы получать доступ к большому рабочему пространству. Недостатком является то, что эти манипуляторы громоздкие и дорогостоящие. Кроме того, если один из их модулей выходит из строя, они могут перестать функционировать. Робототехники решали эти проблемы по-разному. К примеру, робот MIT ChainFORM способен изменять форму, чтобы адаптироваться к различным потребностям. Однако, Дэвид Заррук и его ученики из университета им. Бен-Гуриона в Негеве, Израиль, разработали новый вид манипулятора с производительностью робота-змеи, но по низкой стоимости. Робот под названием «Minimally Actuated Serial Robot» (MASR) прост, легок и предлагает множество преимуществ, - передает Robotics.ua.

Особенности конструкции робота

По существу, MASR имеет аналогичные возможности для традиционного робота-змеи, который использует серию управляемых суставов, за исключением того, что все они работают только от одного двигателя. Эта особенность делает робота намного медленнее, но он может выполнять аккуратные трюки, которые придают ему удивительную гибкость.

Первичная структура робота состоит из произвольного числа пассивных соединений, которые сопрягаются друг с другом с помощью фиксирующих зажимов для дополнительной прочности. Они включают в себя рейку для перемещения привода. Он сможет передавать мощность на остальные части бота. Независимо от того, сколько соединений имеет конструкция, один подвижный исполнительный механизм может справиться со всеми. 



Модульная структура полезна тем, что можно легко изменять длину робота, добавлять или убирать соединения, а также добавлять столько подвижных приводов, сколько вам нужно. Это делает дизайн более гибким. Важно отметить, что есть некоторые вещи, в которых MASR не очень хорош. Скорость – одна из них, как и перемещение по произвольному пути. Он будет тратить очень много времени, повторно задействуя различные суставы. На рисунке ниже показан смоделированный MASR, пытающийся изобразить букву Z.

Дэвид Заррук более подробно рассказал о роботе в следующем интервью:

Как вы придумали дизайн робота?

Мы разрабатываем роботов на протяжении многих лет. Стараемся свести к минимуму количество двигателей для увеличения мощности робота. Несколько лет назад я понял, что во многих практических применениях у нас часто есть двигатели, которые расположены далеко друг от друга, и мы не приводим их в действие одновременно. Поскольку объединить эти двигатели невозможно, я придумал идею перемещения двигателей из одного места в другое. Эта концепция проста, но она не биоиндустрирована по своей природе, поскольку живые существа не способны перемещать мышцы из одного места в другое.

Чем он полезнее подобных механизмов?

Змеевидные роботы могут иметь много степеней свободы. Робот, который мы предлагаем здесь, включает дискретизацию на крошечные сегменты, поэтому уменьшает количество DOF от бесконечности до большого числа. Однако у этого робота есть некоторые преимущества.

Во-первых, в отличие от большинства роботов, которые являются мягкими, этот имеет жесткие элементы. В том смысле, что он не деформируется существенно под нагрузкой. Во-вторых, работа соединений позволяет создавать новые маневры, которых нет у других роботов. Например, для приложений и мест размещения, транспортировки предметов внутри труб, распыления. В-третьих, в этом роботе соединения и двигатели полностью развязаны. Поэтому относительно легко изменить количество и размер соединений и двигателей.

Вы говорили, что этот робот может использоваться в космосе. Как именно это возможно?

Количество спутников в космосе растет с каждым годом, и многие начинающие компании участвуют в разработке систем по их обслуживанию. Некоторые из этих космических приложений требуют использования гибких манипуляторов с большим количеством DOF. Поскольку транспортировка грузов в космос очень дорога, наш робот имеет преимущество, так как он имеет низкую массу и вес. Кроме того, у него низкий момент инерции. Чем ниже инерция, тем меньше усилий по контролю. Такая рука может использоваться для исправления механических неисправностей спутников, стыковки с другими спутниками, дозаправки для увеличения срока их службы или очистки космического мусора.

Можете ли вы описать, как робот может быть изменен для моделирования в 3D среде?

В настоящее время наша версия кинематически показана в 2D изображении. Это упрощает проектирование, изготовление и управление роботом. Но мы планируем передать его в 3D. Простой вариант состоит в том, чтобы добавить горизонтальное управляемое соединение в начало координат, которое будет перемещать весь робот вверх и вниз. Второй вариант заключается в объединении различных суставов, оси которых ортогональны друг другу, что приводит к полноценной 3D-маневренности.

Что нужно для коммерциализации робота? Над чем вы будете работать дальше?

Этот дизайн робота очень прост и удобен в эксплуатации. Поэтому мы считаем, что его можно относительно легко передать в разные отрасли. Мы очень заинтересованы в сотрудничестве с промышленными компаниями.

Есть несколько направлений исследований, которые мы в настоящее время проводим. Мы работаем над улучшением конструкции робота и приведения в действие робота с надежной автоматической версией мобильного двигателя. Мы также разрабатываем алгоритмы планирования движения для минимизации времени в зависимости от количества мобильных двигателей. В будущем эта же концепция может быть применена к шагающим роботам, в которых двигатели могут менять свое положение вдоль конечностей и даже перемещаться из одной ноги на другую, когда это необходимо.

Читайте также: Мягкий спасательный робот-змея из WPI (+видео). 

Видео робота MASR




Комментарии: