Суставы пневмо-андроида

Главная » Виртуальная реальность

nauka21vek.ru

У большинства человекообразных роботов, разработанных в последние десятилетия, «негнушиеся» суставы – это создает большие проблемы при взаимодействии с людьми. Непластичные «руки» и «ноги» легко способны случайно стукнуть человека – особенно если робот потеряет равновесие и упадет. Инженеры уже разрабатывают суставы для роботов с переменной жесткостью, но мало кто еще изготовил целого робота. Но группа из Итальянского технологического института, кажется, приблизилась к этой цели, создав робота COMAN.

COMAN похож на четырехлетнего ребенка, его рост – 94,5 см, вес – 31,2 кг. Робот сделан из титанового сплава, нержавеющей стали и алюминиевого сплава, и покрыт пластмассовым экзоскелетом. Он обладает 25 степенями подвижности, и комбинацией тугих и эластичных суставов. Эластичные работают на нескольких упругих приводах, разработанных итальянцами. Именно они позволяют верхним и нижним конечностям робота сгибаться и разгибаться. Для каждого из эластичных суставов инженеры выпустили отдельный датчик момента.

Разрабатывая этого «гибкого робота», коллектив ученых также придумали метод определения оптимальной гибкости суставов – ранее инженеры решали этот вопрос методом проб и ошибок, на что уходило очень много времени. Метод основан на анализе резонансных колебаний и критериях максимизации накопления энергии.

Среди предыдущих моделей робота с гибкими суставами стоит упомянуть Венди и 21 Университета Васэда – роботов-слуг, призванных помогать пожилым людям. Из соображений безопасности их руки были оснащены весьма громоздкими механизмами, обеспечивающими гибкость суставов. В самые последние годы мы видели торс человекообразного робота с гибкими руками от Meka Robotics, и другого робота с гибкими руками – Baxter от Rethink Robotics, а также DLR Biped от Немецкого центра аэрокосмических исследований с ногами с ограничением по крутящему моменту.

Но команда итальянских инженеров – Никос Г. Цагаракис, Стивен Морфи, Густаво Медрано Чедра, Чжибинь Ли, Дарвин Г. Калдуэлл и др. – первые, кто построил робота с гибкими руками и ногами. И если вы удивляетесь, почему у робота нет головы, не волнуйтесь – она в разработке. Также известно, что инженеры уже создали пару рук. Мы надеемся, что вскоре эти органы будут установлены на модели робота.

Сустав робота

1. Запястье.

У ZAR-5 в запястье похоже только одна степень свободы, тут все просто. А у Shadow Robot 2 степени свободы. Хотелось бы сделать сустав как у Shadow robot, но непонятно из чего и как сделать главную деталь -полудужку.

2. Локоть.

Насчет сгибания-разгибания локтя думаю все просто. Здесь предплечье вращается мышцами в плече, тросики от которых идут на "качалку" внутри предплечья. Похоже, что 2 антагонистичные мышцы внутри плеча крутят с помощью тросиков "качалку", которая стоит внутри локтя и имеет жесткую связь с предплечьем.

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом.

Робот – автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ в опасных для жизни условиях или при относительной недоступности объекта.

Робот может управляться оператором либо работать по заранее составленной программе. Использование роботов позволяет облегчить или вовсе заменить человеческий труд на производстве, при работе с тяжелыми грузами, вредными материалами, а также в других тяжелых или небезопасных для человека условиях.

Человекоподобный робот после его создания станет первым универсальным инструментом, так как сможет пользоваться широчайшим набором любых технических средств, уже сделанных человеком для себя.

Конструктивные тенденции роботов: развитие модульных конструкций как роботов в целом, так и их сборочных единиц; расширение применения электромеханических роботов с волновыми передачами, обеспечение выборки зазоров.

Робосуставы с регулируемой жёсткостью

У большинства человекоподобных роботов, разработанных за прошлые несколько десятилетий, жесткие суставы. И это проблема, когда они взаимодействуют с людьми. Их жёсткие руки и ноги могут травмировать человека, если робот случайно ударит кого-нибудь, или если он потеряет равновесие и упадёт. В последнее время возник большой интерес к разработке автоматизированных суставов для роботов с переменной жёсткостью, которая повысила бы уровень безопасности роботов. Но до сих пор пока ещё немного исследовательских групп построили целого робота. Сейчас группа из Итальянского Технологического Института приближается к этой цели, построив человекоподобного робота COMAN. Правда, он без головы.

Робот ростом и весом с четырехлетнего ребенка и весит 31.2 кг. Комбинация жестких и “послушных” суставов обеспечивает роботу 25 степеней свободы.

Динамичные суставы с 14-тью степенями свободы работают на основе последовательных эластичных приводов. Эти приводы – собственный проект IIT. Они обеспечивают сгибание/разгибание рук и ног. Они маленькие и модульные, что делает их идеальными для роботов со многими степенями свободы, таких как человекоподобные роботы. Исследователи также создали собственные датчики вращающего момента для каждого из упругих суставов, включая датчик силы/вращающего момента с 6 осями для голеностопных суставов. Разработка робота частично финансируется европейским проектом AMARSI.

Чем же хороша “послушность” робота? Упругие приводы делают ходьбу робота пружинистой. В экспериментах по хождению, аппаратные средства робота поглощали силы реакции опоры, возникающие при каждом шаге, без дополнительных средств контроля и управления. Эти средства включают в себя особые сложные механизмы и очень сложное программное обеспечение. А при использовании “послушных” суставов, робот сам себя стабилизирует даже на движущейся платформе.

В ходе разработки их “послушного” гуманоида, исследовательская группа создала также метод определения оптимальной эластичности суставов, которая до сих пор, в основном, отнимала много времени, поскольку определялась методом “проб и ошибок” Их метод послужит основой для других исследователей, разрабатывающих “послушные” роботы. Он основан на резонансном анализе и критерии максимизации аккумулирования энергии.

Если Вы задаетесь вопросом, почему робот безголовый, не волнуйтесь! Исследователи уже заканчивают пару “послушных” рук, и скоро объединят все части тела в полноценного робота.

Ученые изобрели суставы для роботов из коктейльных трубочек

nauka21vek.ru

Ученые Гарварда создали так называемых "паукообразных" роботов из самых обычных коктейльных трубочек, которые, как оказалось, стали отличной имитацией гибких суставов, сообщает официальный сайт учреждения. Таким образом, роботы легче передвигаются, а также невозможно не отметить низкую стоимость материалов.

Для того, чтобы сделать сустав для робота, достаточно всего лишь надрезать трубочку, затем согнуть ее по надрезу, а потом скрепить кусочком резинового шланга. Позже в трубочку специальным прибором вдувается воздух, за счет чего она выпрямляется. Известно, что разработчики уже протестировали роботов с двумя, тремя и шестью конечностями.

Космические роботы позаимствуют у пауков строение суставов

Европейские исследователи воспроизвели сочленения ног паука почти один к одному. Учёные Карло Менон из Команды передовых концепций европейского космического агентства и Кристиан Лира из технологического университета Каунаса создали миниатюрный манипулятор Smart Stick по «мотивам» устройства ноги паука и полагают, что он пригодится для будущих космических роботов.

Подобные паукам роботы давно не новость, только вот привод их ног отличается от оригинальной паучьей системы. Авторы же новой работы полагают, что в некоторых случаях имеет смысл постараться скопировать паучьи ноги почти буквально.

В отличие от обычных животных, ноги пауков приводятся в действие не мышцами, а «гидравликой». Поворотом сочленений заведует жидкость, заполняющая тело паук , в которой паук может создавать то или иное давление.

Менон и Лира разработали и построили миниатюрное сочленение, в котором поворот «конечностей» обеспечивают микроскопические камеры, разделяющие секции. Насос подаёт в камеры жидкость, а встроенные датчики давления обеспечивают для блока управления обратную связь.

В отличие от гидравлических поршней, здесь фактически нет трущихся поверхностей, конструкция должна хорошо переносить жёсткие условия космоса — вакуум, перепады температур, радиацию.

Но главное — манипулятор и сустав получились не шире 1 миллиметра и при этом — довольно сильные. А превосходное соотношение между размером, весом и мощностью такой системы, полагают её создатели, должно очень пригодиться при построении миниатюрных роботов. Один сустав Smart Stick обеспечивает угол поворота в 1,8 градуса, но ряд суставов, выстроенных последовательно, позволит манипулятору робота изгибаться в любую сторону и довольно сильно.

На схожем принципе должны работать и изделия, которые проектирует Лира в своём проекте «Ткань с варьируемой структурой» . По его замыслу, миниатюрные гидроприводы, с сенсорами обратной связи и управляющей электроникой, подобные системе Smart Stick, можно встроить в одежду, сиденья автомобиля и интерьеры, чтобы способствовать снижению усталости человека, подолгу работающего, сидящего за рулём и так далее.

Источники: nauka21vek.ru, myrobot.ru, roboforum.ru, www.studfiles.ru, roboting.ru, styler.rbc.ua, www.membrana.ru

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения


Это интересно

Одежда Фараона

Основной одеждой являлся передник схенти – полоса неширокой ткани, которую оборачивали вокруг бедер и укрепляли на талии поясом. ...


Мать - сыра Земля

В русских народных сказках, былинах, загадках встречается обращение «Мать-Сыра Земля». Адресуется оно героями в ситуациях, когда ...


Ромул − основатель Рима

Ромул был мудрым, рассудительным и дальновидным правителем. Для укрепления обороны города, он собрал всех жителей, которые могут носить ...


Металлическое стекло

Именно такой материал, для которого энергия образования сдвиговых полос будет много меньше энергии, необходимой для их превращения ...


Китай - страна с различными религиозными культурами

Традиционно в китайской религии и философии сплетаются даосизм и буддизм. Они благополучно сосуществуют, причем зачастую — в ...


Колизей - древний амфитеатр

Колизей - амфитеатр, являющийся грандиозным сооружением, построенном в Риме в древние времена. В переводе означает "колоссальный", то есть ...


Холодная война

Холодная война была гигантской ошибкой, стоившей миру огромного напряжения сил и гигантских материальных и людских потерь в период ...


 

Самые читаемые

Литература средневековья

С 4 5 веков н.э. когда распалась Римская империя и стали ... Далее

Скульптуры средних веков

С падения великой Римской Империи в конце V века началась эпоха, ... Далее

Архитектура Средневековья

Архитектура средних веков, а именно «Каролингское возрождение» припадает на эпоху правления ... Далее

Китай в средние века

В древние времена существовало государство в нижнем течении рек Янцзы и ... Далее


© 2010-2017 Объектив-N: Предания и легенды