В.И. Тарасов1, А.В. Каныгин2, И.А. Брич3

1 Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ (Москва, Россия)
2,3 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
 

Постановка проблемы. Основные направления при проектировании и программировании роботов вертикального перемещения имеют определенные эксплуатационные риски, которые ложатся в основу причин недостаточного уровня учета всех возможных сценариев. Общей проблемой подобных роботов является необходимость рассмотрения нежелательных сил и моментов при зацеплении захватных устройств (ЗУ) за опорную поверхность, что требует введения податливости в приводы робота [1]. Данная задача может быть решена с помощью оценки сил и моментов в звеньях манипулятора по токам исполнительных бесколлекторных двигателей [2].

Цель. Снизить риски разрушения элементов робота вертикального перемещения (РВП) путем минимизации нежелательных исходов критических сценариев, возникающих при функционировании робота.

Результаты. Рассмотрено проектирование исполнительного уровня робота вертикального перемещения при условии минимизации рисков разрушения. Изучены критические сценарии, возникающие при функционировании робота. Показаны особенности и недостатки четырех подходов, описаны затрагиваемые этими подходами области проектирования.

Практическая значимость. Деление систем автоматического управления робота на несколько уровней в зависимости от выполняемых ими функций позволит учитывать фундаментальные особенности функционирования систем. Четкая формулировка технического задания, объективно отражающего внешние эксплуатационные факторы для конкретной актуальной проблемы, даст возможность разработать варианты реализации мер по предотвращению разрушения узлов робота. Применение комплекса разработанных методов ведет к повышению качества проектирования и программирования РВП и снижению рисков разрушения конструкции РВП в состоянии замкнутой кинематической системы.

Тарасов В.И., Каныгин А.В., Брич И.А. Снижение рисков разрушения робота вертикального перемещения при некоторых сценариях, возникающих во время его функционирования // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 1. С. 48−54. DOI: https:// doi.org/10.18127/j19998465-202301-05

1. Егоров И.Н. Позиционно-силовое управление робототехническими и мехатронными устройствами. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та. 2010. 192 с.
2. Серебренный В.В., Бошляков А.А., Огородник А.И. Импедансное позиционно-силовое управление в роботах и механизмах с кинематическими замкнутыми цепями // Технологии аддитивного производства. 2019. Т. 1. № 1. С. 24–35.
3. Dethe R.D., Jaju S.B. Development in wall climbing robots: a review. International journal of engineering research and general science. 2014. V. 2. № 3. P. 33–42.
4. Zhao Z., Shirkoohi G. Climbing robot design for NDT inspection. Human–centric Robotics: Proceedings of CLAWAR 2017: 20th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines. 2018. P. 259–266.
5. Kolhalkar N.R., Patil S.M. Wall climbing robots: A review. International Journal of Engineering and Innovative Technology. 2012. V. 1. № 5. P. 227–229.
6. Das A., Patkar U.S., Jain S., Majumber S., Roy D.N., Char S.K. Design principles of the locomotion mechanism of a wall climbing robot. Proceedings of the 2015 Conference on Advancews In Robotics. 2015. P. 1–7.
7. Сырых Н.В., Чащухин В.Г. Роботы вертикального перемещения с контактными устройствами на основе постоянных магнитов: конструкции и принципы управления контактными устройствами // Изв. Российской академии наук. Сер.: Теория и системы управления. 2019. № 5. С. 163–173.
8. Градецкий В.Г., Вешников В.Б., Калиниченко С.В., Кравчук Л.Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Наука. 2001. 359 с.
9. Серебренный В.В., Бошляков А.А., Калиниченко С.В., Огородник А.И., Коновалов К.В. Шагающий робот для перемещения по вертикальным и произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Новые технологии. 2021. Т. 22.
10. Крахмалев О.Н. Объектное моделирование в кинематике манипуляционных роботов // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2022. T. 24. № 5. С. 55–66. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j19998554-202205-06.