Pnevmatik kuchlar Yumshoq qo'llar

Qattiq "barmoqlari" bo'lgan odatiy robot ushlagichlar qimmatga tushadi, cheklangan imkoniyatlarga ega va nozik narsalarga xavfsiz ishlov berish uchun mos emas. Bunday to'siqlarni engish uchun Berlindagi Texnik Universitetning Robototexnika va Biologiya Laboratoriyasida (RBO Laboratoriyasi) tadqiqotchilari moslashuvchan, sodda va arzon yumshoq robot ushlagichlarni ishlab chiqmoqdalar. Pirovard maqsadi - inson qo'lining harakatlarini taqlid qilish.

Boshqa loyihalar qatorida, RBO laboratoriyasi "Soft Hands" iborasini qanday yaratish va boshqarish bo'yicha asosiy tadqiqotlarni amalga oshiradi. Asosiy e'tibor barqaror, sozlanishi va samarali yumshoq aktuatorlarni va tegishli boshqaruv texnologiyasini loyihalashdir.

Laboratoriya xodimlarining so'zlariga ko'ra, motorlar, viteslar, tendonlar va bo'g'inlar kabi qismlardan qurilgan an'anaviy elektromexanik aktuatorlar aşınmaya moyil, ko'p qismlarni talab qiladi va ularni yig'ish qiyin. Natijada paydo bo'lgan robotlar qimmat va ko'pgina dasturlar uchun yaroqsiz bo'ladi.

Yumshoq qo'llar klassik robot-qo'l dizaynidan voz kechishni anglatadi, chunki ular murakkab boshqarish strategiyalari bilan birgalikda mexanik muvofiqlikni ishlatadilar. Barmoq harakati siqilgan havo bilan quvvatlanadi. Maqsad ko'pgina ilovalarda kerak bo'lmagan juda aniq joylashishni taqdim etishda sodda, moslashuvchan va moslashuvchan bo'lishdir.

Laboratoriya bir nechta prototiplarni ishlab chiqdi. Eng yangi versiya "RBO Hand 2" deb nomlangan, xabarlarga ko'ra, arzon, juda mos keladigan va tezkor antropomorfik qo'l. PneuFlex aktuatorlari deb nomlangan barmoqlar qo'shimchalar ishlab chiqarish va qoliplash jarayonlaridan foydalangan holda tolali-silikon kauchukdan tayyorlanadi. Kelajakda yumshoq harakatlantiruvchi vositalar turli xil materiallar va dizaynlardan foydalangan holda aniq foydalanuvchi tomonidan belgilangan imkoniyatlarni ta'minlash uchun bitta ishlab chiqarish bosqichida 3D bosib chiqarilishi mumkin.

Barmoq konstruktsiyasi kauchuk ustki qismini, pastki qismida esa elastik bo'lmagan tolali kauchukni o'z ichiga oladi. Barmog'ingizni bosimli havo bilan ushlaganingizda, uning yuqori qismi cho'ziladi, pastki yarmi esa qisilmaydi. Olingan farqlar yuqoridan pastgacha bo'lgan uzunlikdagi farqlar aktuatorning bukilishini keltirib chiqaradi. Vertikal ravishda o'ralgan armaturalar harakatlantiruvchi vositaning shaklini mustahkamlaydi va barqarorlashtiradi, shuning uchun ionlash radial kengayish o'rniga egilishga olib keladi.

Guruh, shuningdek, yumshoq sensorlarni PneuFlex aktuatorlariga kiritishni o'rganmoqda. Yuqori darajada deformatsiyaga uchraganligi sababli, mavjud bo'lgan sensor texnologiyalarning aksariyati moslashuvchan aktuatorlarga mos kelmaydi. Taqdim etilayotgan geribildirim imkoniyatlarini qo'shish uchun tadqiqotchilar alternativ sensor texnologiyalarni o'rganmoqdalar, masalan: sezgir deformatsiyani kuchaytiradigan suyuq-metaldan ishlaydigan sensorlar; shaklini his qilish uchun optik tolalarni panjara qilish; zo'riqishni o'lchash uchun Supero'tkazuvchilar termoplastik-elastomer tolalari; va cho'ziladigan ko'p qatlamli kapasitiv yuzalar bilan sensorli sezish.

RBO Hand 2-ni real vaqt rejimida sinxronizatsiya qilish va pnevmatik barmoqlarni boshqarish uchun ishlab chiqilgan nisbatan arzon PneumaticBox tizimi yordamida boshqariladi. PneumaticBox apparati 5/3 klapanlardan iborat qatorni va o'rnatilgan kompyuterni (Beaglebone Black), shuningdek valf drayverlari, bosim sensori va 24 V quvvat manbai bilan jihozlangan. U keng tarqalgan, ochiq manbali robot dasturlardan foydalanadi (masalan, ROS, RoboticsLab RLab va Python skriptlari) va ularni TCP / IP tarmog'i orqali masofadan boshqarish mumkin.

RBO Hand 2 roboti faqat yumshoq, deformatsiyalanadigan tuzilmalarga tayanishda robot qo'llarning imkoniyatlari va chegaralarini o'rganish uchun ishlab chiqilgan. Qurilmaning noyob moslashuvchanligi bir qator afzalliklarni taqdim etadi, masalan:

To'qnashuvlarga dosh berishga tayyor

Kam zarba beradigan energiyani taklif qiladi

Passiv ravishda mos keladigan barmoqlar va palma aloqani robot qo'lidan ushlab turadi, kuchni boshqarishni barqarorlashtiradi

Turli xil ob'ekt shakllariga moslashish barmoq nazoratini soddalashtiradi

Pnevmatik harakatlanish murakkab qo'l va aktuator geometriyasini amalga oshirishga imkon beradi

Va nihoyat, ishning yana bir muhim jihati, RBO laboratoriyasi xodimlarining fikriga ko'ra, elektromekanik qo'llarga qaraganda yumshoq robot muhandisligi hali ham yangi bosqichda. Yumshoq qo'llar bilan bog'liq dizayn, boshqarish vositalari va texnologiyalari bo'yicha davom etayotgan izlanishlar yangi yutuqlarga olib kelishi kerak.