Сухопутные роботы

Категория:
Роботы в промышленности


Сухопутные роботы

Сухопутные колесные роботы. На протяжении нескольких лет многие простые автоматически управляемые тележки (АУТ) все с большим успехом используются в промышленности, на складских и распределительных работах. Типовые системы следуют по маршруту над проводом, проложенным в мелком желобе, вырезанном в полу и затем снова заделанном заподлицо с полом. Генератор частоты подает по проводу ток и таким образом создает магнитное поле, которое может улавливать АУТ. Обнаруживая поле двумя датчиками, размещенными по одну и другую сторону колеи, АУТ может почувствовать отклонение от курса благодаря тому, что один из датчиков воспримет более сильный сигнал, чем другой. Следовательно, можно будет провести коррекцию.

Такие простые системы АУТ тем не менее могут включать в себя маршруты с несколькими ветвями, петлями и корнями благодаря использованию различных частот для каждого пути. Программы, определяющие маршрут, по которому будет следовать данная АУТ, можно вводить с клавишного пульта, размещенного на тележке, или посредством передающих станций в полу, или удаленной станции ручного управления, или от центрального управляющего компьютера. Таким образом, подачу сырья и материалов можно осуществить намного более гибким способом, чем с помощью конвейерных систем. Маршрут движения АУТ может включать в себя имеющиеся в наличии дверные проемы, склады и пересечения дорог. При необходимости трайлеры могут быть автоматически спарены. АУТ могут иметь подъемные и другие устройства автоматического перемещения материалов или действовать как своего рода мобильная сборочная платформа с программируемой регулировкой по высоте для удобства сборки.

Различные АУТ применяются в административных зданиях с начала 80-х годов. Такой «почтомобиль» без водителя используется для замены курьера. Он движется по дорожке из флюоресцентного материала по коридорам и останавливается в заранее заданных местах, подавая персоналу сигнал забирать свою почту, прежде чем он продолжит свой путь. Говорят, что его пронзительные сигналы так бесили одного конторского рабочего, что он втолкнул машину в лифт и направил ее на отдаленный этаж, где нет флюоресцентных дорожек, по которым она будет следовать, наверняка надеясь, что она никогда уже не вернется. Такая же неудача постигла и новинку в Пентагоне, где полагали, что многие километры коридоров будут идеальны для применения «робота-почтальона». Потребовалось три месяца, прежде чем поняли, что в этом случае ничто не останавливает желающих спокойно просмотреть все секретные документы, размещенные на тележке, и «почтомобиль» упразднили.

До разработки роботов, способных взять на себя значительную часть нудной домашней работы, все еще очень далеко: мытье посуды и заправление постели оказались удивительно трудными задачами. Решение задачи пропылесосить пол (не задавив спящую кошку и не разбив вазу) в принципе, вероятно, намного ближе, например, к решению задач, подобным тем, которые возникают при движении через завод или склад. Несмотря на все эти проблемы, различные «домашние» роботы (по крайней мере хотя бы по названию) уже сделаны, а некоторые даже можно купить.

Они охватывают большое число типов — от «домашних персональных роботов», пригодных для обеспечения безопасности жилища, игр и очень простых пылесосных работ, до «образовательных роботов» для обучения, развлечения, экспериментов и рекламы на выставках. Рассказывают, что когда один из последних роботов только что был создан и всего в одном экземпляре, то его создатели должны были взять его с собой в полет, как ручную кладь. Когда таможенные чиновники, проявив понятный интерес к большой коробке, открыли ее, то робот, запрограммированный реагировать на свет, выкатился из контейнера и сказал синтезированным голосом: «Как приятно вылезти из этой коробки».

Управляемое на расстоянии устройство, известное как «тачка», давно используется для осмотра и обезвреживания бомб. Позже с размещенной на ней рукой робота она получила новое название «МР (мобильный робот) Билл» и стала использоваться при исследованиях в области робототехники передвижных средств в Вар-викском университете. В конечном счете, вероятно, могут быть созданы настоящие системы обезвреживания бомб, способные двигаться на местности, которые, наконец. вытеснят «тачку». Такие роботы смогут успешно использовать систему предварительно проложенного пути, как первые модели, но дня очень неровной местности такой подход неприемлем. В таких случаях роботы не слишком далекого будущего, вероятно, будут не плавно скользить к объектам своей работы, а пойдут к ним пешком…

Сухопутные шагающие роботы. Адаптивные шагающие машины представляют собой средства, которые вытесняют традиционные колеи и колеса с сочлененными системами рычагов. Каждый узел такой системы отдельно снабжается энергией и координируется центральным контроллером. Только недавно благодаря усовершенствованию компьютеров стало возможным автоматически решать сложные задачи управления. Тем не менее требуемые алгоритмы управления очень сложны из-за необходимости обеспечивать изменение походки, зависящей от характера местности и скорости движения. Все это в идеале требует существенной обратной связи. Чтобы лучше понять сложность поставленной задачи, нужно закрыть глаза и попытаться сначала пройти, а затем взбежать по лестнице, не прибегая к тем преимуществам, которые дает использование визуальной обратной связи. Вы сможете ухудшить свою систему равновесия, приняв небольшую дозу алкоголя и тогда попробовать…

На практике уже делались попытки сконструировать двуногие устройства (хотя экспериментальный антропоморфный робот, созданный в университете Васеда (Токио), является заметным исключением). Четырехногие устройства значительно более устойчивы, в то время как шестиногие модели еще лучше, потому что в принципе даже при ходьбе они могут обеспечивать устойчивость по крайней мере тремя ногами. Подобно тому, как у старых табуреток для доения было всегда три ноги, для того чтобы они не качались на неровной земле, так и опора на три точки при перемещении шести-ногой модели обычно предпочтительнее опоры на четыре точки, обеспечиваемой при перемещении восьминогого устройства.

Следовательно, в наиболее подходящем проекте будут, по-видимому, использоваться шесть ног. Несмотря на это, в университете Карнеги-Меллон с целью детального изучения проблемы хождения проведена разносторонняя исследовательская работа с использованием одноногого устройства, которое должно постоянно балансировать и передвигаться прыжками. Другая переменная в устройствах с ногами — размер ноги, вероят-по, будет представлять собой компромисс между большой ступней, обеспечивающей малое давление на поверхность, и маленькой, обеспечивающей хорошую точку опоры.

Исследования таких истинно робототехнических шагающих устройств проводятся до сих пор, но еще в 1967 г. фирма «Дженерал электрик» демонстрировала такой транспортер. Он обладал четырьмя независимо двигающимися гидравлическими ногами и полностью управлялся оператором, находящимся в кабине. Хотя устройство и демонстрировало существенное увеличение способности передвигаться по неровной местности за счет использования ног, но оказалось, что управлять им вручную исключительно трудно даже в течение коротких интервалов времени.

Недавно фирма «Одетикс» создала управляемое на расстоянии устройство, названное «функционоидом» (не поддавшись соблазну назвать его мобильным роботом), которое передвигается подобно пауку, но может поднимать и перемещать грузы, в несколько раз превышающие его собственную массу. Автономное управление у таких роботов, возможно, появится в середине 80-х годов, так что в дополнение к способности работать в опасной окружающей обстановке шагающие роботы, вероятно, в конце концов смогут начать конкурировать с обычным мулом — животным, которое может пересекать большинство видов местности, делая 25 км в день с поклажей в 200 кг или 50 км — со 100 кг.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум