Е.А. Ракшин1, А.Н. Тимофеев2, А.Ю. Колесникова3, Л.В. Подкользина4

1–4 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Для обслуживания труднодоступного оборудования в Арктической зоне, находящейся далеко от мест проживания специалистов и дорог с приемлемым уровнем проходимости, необходимо устройство стыковки и захвата, установленное на мобильном роботе, основное назначение которого – мониторинг, регламентное обслуживание и ремонт оборудования. Примерами обслуживаемых объектов являются нефтедобывающее оборудование, ретрансляторы, средства коммуникаций и управления информационными потоками, сооружения защиты окружающей среды. Актуальность данного вида роботизации определена важностью сокращения частоты и длительности пребывания людей в зонах, неблагоприятных для проживания и работы.

Цель. Устранить противоречия массогабаритных характеристик управляемых приспособлений.

Результаты. Предложено крупные объекты соединять по жесткому соединению в виде стыковочного узла с малым ходом и большими усилиями, а некооперативные объекты – с помощью захватного устройства с большим ходом, но меньшим усилием. Стыковка подразумевает двухстороннее соединение. Разработана конструкция универсального захватно-стыковочного устройства и исследована его кинематика. Рассмотрены проблемы координации механизмов стыковки с манипулятором и крупногабаритными рабочими органами мобильного робота для обслуживания труднодоступного оборудования в условиях Арктической зоны. От одного привода обеспечивается работа, как многоцелевого захватного устройства, так и двух стыковочных механизмов.

Практическая значимость. Предложенная конструкция захватно-стыковочного устройства может применяться в условиях Арктической зоны. Модель изделия подразумевает конфигурируемые габаритные размеры и параметры при стыковке, что позволяет расширить номенклатуру захватно-стыковочных устройств.

Ракшин Е.А., Тимофеев А.Н., Колесникова А.Ю., Подкользина Л.В. Координация работы механизмов захватно-стыковочного устройства // Динамика сложных систем. 2022. Т. 23. № 2. С. 5−9. DOI: 10.18127/j19997493-202202-01

1. Васильев И.А. Управление группировкой спасательных роботов для работы в природно-климатических условиях Арктики // Арктика: история и современность 2017. № 1. С. 226–234.
2. Бабурин В.Л., Бадина С.В., Горячко М.Д., Земцов С.П. Риски опасных природных явлений для урбанизированных пространств Арктической зоны России // Природопользование в Арктике: современное состояние и перспективы развития. 2015. № 1. С. 35–44.
3. Лопота А.В., Шубин П.К. Концептуальные вопросы разработки роботизированных систем для поиска и спасания людей, терпящих бедствие, в условиях Арктики // Робототехника и техническая кибернетика. 2018. № 1. С. 3–9.
4. McFatter J. NASA Docking System Block 1: NASA’s New Direct Electric Docking System Supporting ISS and Future Human Space Exploration [Electronic resource]. – URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20180004167/downloads/20180004167.pdf (date of treatment: 12.05.2022).
5. Shen W., Kovac R.M. Rubenstein SINGO: A single-end-operative and genderless connector for self-reconfiguration, self-assembly and self-healing. IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2009. № 1. P. 4253–4258.
6. Robotic Transfer and Interfaces for External ISS Payloads [Electronic resource]. – URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/­20140008717/downloads/20140008717.pdf?attachment=true (date of treatment 12.05.2022).
7. Белоножко П.И. Космическая робототехника: опыт и перспективы развития // Воздушно-космическая сфера. 2018. № 1.
   С. 84–93.
8. Wu J., Fan S., Ni F., Liu H. A space-saving end-effector with capture and actuation transmission capabilities. 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. 2014. № 1. P. 2203–2208.
9. Gelmi R. Design of a compact tool exchange device for space robotics applications. Symposium on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation. 2018. № 1 P. 1–7.
10. Yuen B., Hoang M.T., Dong X. Universal activation function for machine. Learning. Sci Rep. 2021. № 11. P. 1–11.