Инженеры разработали относительно простую модульную конструкцию для роботизированных манипуляторов, которая обеспечивает большое количество степеней свободы, но при этом не требует применения большого количества моторов для поворота секций. Фактически, часть конструкции манипулятора является рельсом для актуатора, который перемещается в нужное место. Такие роботы могут применяться для задач, в которых некритично время выполнения, сообщается в работе, опубликованной в журнале Robotica.

Большинство разработчиков роботов при их создании фокусируются на основных характеристиках. Но часто роботы с новыми эффективными конструкциями получаются слишком сложными и дорогими, из-за чего многие прототипы не доходят до реального применения. В том числе это касается роботов, имеющих манипуляторы с большим количеством степеней свободы, которые приводятся в движение множеством приводов.

zarrouk lab / YouTube

Инженеры под руководством Давида Заррука (David Zarrouk) из Университета имени Бен-Гуриона разработали простую конструкцию, которая позволяет достичь большого количества степеней свободы с минимальным количеством моторов. Новшество конструкции заключается в том, что инженеры предлагают сделать сами секции манипулятора пассивными и приводить их в движение не индивидуальным мотором, а платформой-актуатором. Платформа перемещается к нужной секции и двигает ее, при этом основное «тело» манипулятора используется в качестве рельса.

Концепт спутника с манипуляторами новой конструкции. Ben-Gurion University of the Negev

Манипулятор состоит из одинаковых секций, количество которых можно легко менять в зависимости от задач. Каждая секция имеет ось со спиралью по центру и шестеренками по бокам. Если манипулятор нужно повернуть, платформа-актуатор подъезжает к нужной секции и вращает ее шестерни. Поскольку спираль оси каждой секции соприкасается с зубчатой поверхностью предыдущей секции, это вращение поворачивает две секции относительно друг друга. Меняя направление и длительность вращения секцию можно повернуть на любой угол (до некоторого предела). Разработчики продемонстрировали несколько возможных применений и испытания прототипа манипулятора:

Несмотря на то, что конструкция устроена относительно просто и позволяет использовать минимальное количество моторов, у нее есть и очевидные ограничения. Во-первых, такой манипулятор не сможет менять свою форму быстро и подходит для задач, в которых скорость манипуляции не очень важна. Во-вторых, он пока что может изгибаться только в плоскости, а не во все стороны, но это ограничение в будущем можно будет устранить разработкой «трехмерных» модулей.

Недавно американские инженеры разработали робочервя с необычной и недорогой конструкцией. Для того, чтобы робот мог сокращаться и расширяться они использовали бумажные винты, сложенные таким образом, что они могут превращать вращательное движение в поступательное.

Автор: Григорий Копиев