Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Идеальным инструментом для решения таких задач проектирования становится моделирование на компьютере с помощью роботов. Примером такого робота-проектировщика может служить система "СЙАВР' (С!арц!са! Йобо1 Аррйса(юп В!пто!а1)оп Раскаде — пакет программ для графического моделирования работ с помощью робота), созданная в Ноттингемском университете (Великобритания). Путем анализа и оценки большого массива исходных данных и параметров система позволяет устранить противоречия и обеспечить оптимальную планировку рабочего оборудования роботизированного модуля ГПС с выдачей графического изображения. Дальнейшее развитие роботизированного проектирования в гибких автоматизированных производствах предполагает оснащение их системами, обозначаемыми по международной терминологии: САО (Согпри1е! — а)беб Оев)дп — компьютерная система проектирования)— аналог отечественной системы автоматизированного проектирования; сАМ (Согпри1ег — а)беб Мали!ас(иппд — компьютерная система производства) — аналог отечественной автоматизированной системы управ- ленин техническими процессами (АСУТП); СА! (Соглри1е! — а)беб !пврес1юп — компьютерная систеыа контроля).
В таких единых интегрированных системах САО-САМ-СА!. или то же что САО-МАТ (МАТ вЂ” Мапо!ас1ит!пд апб Тевйпд — изготовление и контроль) роботам-проектировщикам отводится важная роль. вательские роботы - зто роботы, предназна~енИсследовате чи инфо мации об иссяеные д ля поиска, сбора, переработки и передачи и р бьектах.,Такими объектами могут быть труд д но оступные, а дуемых о ьектах..
ф — ко мическое пространство, емли, экт емальные лабораторные условия океанские глубины, недра Земли, эктремальны .. — л бо области где требуются выявление, переработка и н ма ионный поиск и огромных количеств информации, например, и фор ц разведка, искусство и литература я утй одвт "Л исход.!"." ! и 2 — внгвнны, 3 — рвдовРис. 2.7 Кссыочвский ро ст у сх в чн я бата вя, — изсгсл гор-охлвдогвль, 4 — солнвч в р нвл ввляюшвв яолвсц 7 — штырвввя бсрный стсвя, 1! — ввдущов кслвсв, !2 — твлввизисн !3 - лазерный отражатель Я ким примером современных исс д ле овательских роботов рким ппа аты ля исследования космоса и являются автоматические ап р д же многих кие оботы. На протяжении уж планет, или космически р вом очувств-.
лет мы являемся свидетел ми тур я ш ма космоса семеист к втоматив. В октяб е 1969 г. с помощью советскои авт ленных роботов. окт р ф рафировать обратную ческой станции "Луна-3" вперв уд ые алось с отогра и я л нн поверхн Л ны, что явилось началом прямого изучения луннои сторону уны, чт й аппа ат автоматической станции ности. Советский космический аппарат и нного "Луна-16'* 24 сентября 1970 г.
достави и на Землю образцы у 1972 г. и а я была проведена в феврале грунта. Аналогичная операци к тан ией "Луна-20'*. Очувствяенные ь е космические 2" (1973 ) оставленные роботы "Луноход-1" (1970 г.) и "Луноход- " 3 Санаеи ааеататеенеее на поверхность Луны автоматическими станциями '*Луна-17" и "Луна-21" и управляемыв человеком-оператором в супервизорном Режиме, получили и передали на Землю ценнейшую информацию о лун. ной поверхности. Первый в истории человечества очувствленный космический робот "Луноход-1" (рис. 2.7) имел довольно сложный сенсорный аппарат с элементами искусственного зрения в виде бортовых стереоскопических телевизионных камер, совершенную двигательную систему в виде 8-колесного шасси с автономно управляемыми мотор.
колесами и манипулятор для взятия проб грунта, что позволило ему выполнить сложную программу перемещений и исследований на поверхности Луны. Космические роботы вошли в состав посадочных модулей американских автоматических лунных аппаратов серии "Сервойер". Каждый такой робот, оснащенный рукой-пантографом с рабочим органом в виде экскаваторной лопаты, способен с целью забора лунного грунта копать траншею на расстоянии 1 м от посадочного модуля. Рис. 2.б'.
Космический робог-лаборатория "Викинг"! 1 — лврвдвющвя ангениц 2 — внвяизвтор грунта, 3 — твявяамврв, 4 — метеорологические двтчияи, б — опора, 8 — выдвигвющвяся стрела, 7 — груктш заборное устройство, 8 — тормозной двигатель посвдяц 9 — блик биологических исследований, 1Π— топливный бяоц !! — приемная антенна, !2 — антенна дяя связи с орбитальным отсеком, 13 — свйс- ыомвтр В июле 1976 г.
на поверхность Марса был доставлен американский космический робот-лаборатория "Викинг"'(рис. 2.8). В отличие от '*Луноходов" этот аппарат стационарный, но тоже снабжен манипулятором с грунтозаборным устройством, успешно работавшим более двух лет, на протяжении которых поддерживалась связь с Землей. Эти выдающиеся эксперименты имели большое значение не только для космических исследований, но и для развития робототехники, они показали, насколько еложным и, казалось бы, невыполнимым может быть задание, даваемое космическому роботу. По прогнозу известного специалиста, руководителя программы по автономным системам и космической механике (Лаборатория реактивного движения, США) Эвальда Хиера, дальнейшее развитие космических роботов и манипуляторов будет осуществляться в следующих 4-х направлениях:1) исследовательские системы, 2) глобальные и обслуживающие комплексы, 3) системы "индустриализации" космоса, 4) транспортные системы.
Теперь одним из самых совершенных "обслуживающих" космических роботов следует считать дистанционно управляемую манипуля. ционную систему (ДУМС) (рис. 2.9) транспортного космического корабля многоразового использования "Спейс Шаттл", разработанную канадскими учеными по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) США; она предназначена для съема с орбиты различных грузов и объектов с помощью манипуляторов с шестью степенями подвижности, радиусом действия 16,2 м и грузоподъемностью около 30 т (!), а также для производства ремонтных и аварийных работ, для чего манипулятор оборудован двумя телекамерами.
Системой управления ДУМС предусмотрено несколько режимов управления: от ручного — с пульта кормового поста корабля "Спейс Шаттл"', до автоматического - по программе, заложен. ной экипажем на Земле или уже в космосе Подобные манипуляторы для съема отработавших спутников с орбит и обслуживания космических кораблей разработан также в нашей стране. С наступлением в обозримом будущем эпохи создания и использования стационарных космических станций следует ожидать новых достижений в области космической робототехники.
Интересна разработка, представленная коллективом специалистов США, работающих над космической программой "АРАМИС". Дистанционно пилотируемый обслуживающий модуль (дПОМ) (рис. 2.10) оснащен четырьмя манипуляторами„ два из которых, предназначенные для работы с объектами, Размещены на лицевой стороне модуля, а два других, менее мощных, используемых для причаливания к объекту„ расположены по бокам. Ниже манипуляторов смонтирована полка со специализированными Рабочими органами, а под ней - стеллаж с запасными частями, предназначенными для обслуживания и ремонта объекта. Телевизионные камеры установлены по центру робота и над"плечевыми суставами" з* 67 ь..Ь с о °,- ФСОт, оьасоа оатаоа с а с с т ос своа~ ФО СЮ ос от Сооаа„- ° В,ото 1 оС~ЫФО Ю ь, Ф тасос сот т О т, ао а Ою „о .Ом с О асс" а '.Оа С,„й с От с О а О ч ао Ф шова та ь О О т С Ст ~а атоа ас Оаотота а о~ оа ж-ьь ~.
Ф оь а а~аостой т а Фс со О т Оа Сто аа О ,.та.'ь Оасатат "тОССтО" ~~ Ф то О О С а т Бпао,йа ааль.ьоа Оаооат ФООта О йаыаас ЗксссФ отт асс Фа> ЬО СФОСС От а атт~~ 1 с т а вы"' манипуляторов, кроме того, по одной камере устанавливается непос- редс Рис 2.тй. Дистанционно попотируемьш обслуживающий модуль: à — антенны систем связи и нвеигвции, 2 — мвнеероеые двигатели, 3 — тепенемерц 4 — левый стыковочный мвнипупятар, б — рабочие мвнопупяторы, б — тепенвмерв манипулятора, 7 — полна с рвбочомо оргенвмо, 8 — стеллаж с телесными чвстямо, 9 — схевт, 1й — првеыо стыноеочныймвнипупятор, !! — фары Такой космический робот предназначен для технического обслуживанил космических аппаратов и способен выполнять опеоации в космосе не хуже человека В основу его управления положен принцип "дистанционного присутствия'*, согласно которому оператор может управлять с Земли действиями модуля в космосе так, как если бы он находился на его борту.
Два манипулятора захватывают на орбите спутник, вышедший из строя, а два других выполняют ремонтные работы. Для доставки обслуживающего модуля к рабочему месту разработан транспортный космический робот, так называемый маневрирующий орбитальный аппарат (МОА). Исследования и разработки, направленные на создание и совершенствование космических роботов, ведутся во всех ведущих промыш- 69 ленных странах; с середины 1990-х гг. предполагается внедрение в конструкции космических аппаратов новейших средств искусственного интеллекта, обеспечивающих возможность адаптивного управления космическими роботами.
В связи с нарастающим интересом к освоению ресурсов мирового океана во всем мире создаются подводные роботы, предназначенные для исследования и освоения подводных глубин, Исследование осмоса, связано с тяже- и освоение океанских глубин так же, как и косм лыми и опасными для человека условиями, поэтому применение подводных роботов является одним из магистральных направлений в решении этих проблем.
полезных ископаемых, поиске и подъеме затонувших судов, ведении спасательных работ, а также освоении животных и растительных ресурсов подводных глубин. По своеобразной прогнозной классификации специалиста Центра океанских систем ВМС США (штат Калифорния) Скотта Хармона, развитие подводных автоматических аппаратов будет формироваться в трех направлениях: 1) роботы, ползающие по океанскому дну на довольно значительные расстояния, предназначенные для разведки и добьши полезных ископаемых, осуществления поисковых работ, осмотра, укладки или ремонта кабелей и трубопроводов и т.п. (" Крабы*'); 2) роботы, перемещающиеся в толще воды на сравнительно небольшие расстояния, оснащенные несколькими манипуляторами и предназначенные для осмотра, технического обслуживания и ремонта подводных частей судов и сложных сооружений (например, буровых установок), восстановительных и спасательных работ на затонувших судах и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
