Несколько слов о мобильности

Категория:
Роботы в промышленности


Несколько слов о мобильности

Если энергию, затрачиваемую роботом, сравнить с энергией, затрачиваемой человеком при выполнении той же работы, то окажется, что робот потребляет энергии в сто раз больше. Это поразительное проявление технологической неэффективности робототехнических приводов по сравнению с нашей «слабой» мускульной тканыо. Поэтому должны быть проведены исследования, прежде чем наши роботы по эффективности сравняются с живыми организмами, однако мы знаем, что стремимся к достижимой цели.

Вопросы сбережения энергии — важное направление исследования, не столько из-за экономии, проявляющейся в заводских счетах за электричество (роботы потребляют не очень много энергии), сколько из-за того, что чем меньше энергии потребляют узлы робота, тем дольше они могут функционировать, используя заданный источник энергии на мобильном роботе. С повышением значения, которое придается мобильности роботов, может потребоваться увеличить время между двумя перезарядками. Когда робот простаивает при перезарядке батарей, он приносит убытки. На практике предпочтительнее заменить отработанный блок питания заряженным (оставив старый блок на автоматическую перезарядку и используя его потом вновь). Однако это дорого, и если робот простаивает, это не практично.

Какими же представляются краткосрочные прогнозы? Быстрое вращение маховиков представляет собой эффективный способ накопления механической энергии и обладает преимуществом не только отдавать энергию, но и использовать запасенную энергию для повторного использования. Поэтому робот мог бы, например, воспользоваться тем, что сила тяжести способствует опус-сканию тяжелого груза. Вместо того, чтобы тратить энергию для противодействия тяготению при опускании, робот мог бы превратить часть потенциальной энергии полезной нагрузки в кинетическую энергию маховика, чтобы использовать ее потом для подъема груза. Точно так же мобильный робот, спускающийся с возвышения, мог бы превратить часть потенциальной энергии (которая растрачивалась бы иначе при использовании тормозов) для повторного использования. Этот подход в экспериментальном порядке уже нашел применение в некоторых автобусах, предназначенных для работы на холмистой местности. Мобильные роботы, функционирующие в закрытых помещениях, не могут быть оснащены двигателями внутреннего сгорания. Такие роботы должны быть оснащены электрическим источником питания. Проблема экономии энергии менее остро стоит в условиях функционирования роботов в закрытых помещениях. Однако, если когда-нибудь будут созданы безлюдные заводы, то могли бы быть сняты и ограничения на местное загрязнение атмосферы и можно было бы подумать о применении двигателей внутреннего сгорания. Конечно, можно было бы создать различные типы «блоков питания». Вместо сжигания нефтяных продуктов вполне вероятна эксплуатация двигателей внутреннего сгорания с применением водорода (многие экспериментальные автомобили в США таким образом переделаны), преимущество которого состоит в том, что побочным продуктом является водяной пар.

Наконец, модуль атомного питания — излюбленная тема научных фантастов — в действительности сравнительно прост в изготовлении и рассматривается как средство энергообеспечения хирургически имплантируемых протезов искусственного сердца. Естественно, он мог бы оказаться идеальным для всех типов мобильных роботов. К сожалению, плутоний, используемый для энергообеспечения таких мини-генераторов, ядовит. До сих пор опасения относительно вероятного разрыва защитного кожуха вокруг плутония (например, при взрыве) , приводящего к выбросу смертоносного содержимого, вызывают серьезные сомнения в возможности практического применения таких устройств.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум