Новости НАУРР

Ученые из СПбПУ создали новую экономичную модель промышленного манипулятора

Ученые спроектировали пневматическую систему с искусственным мышечным приводом. Она может применяться при изготовлении промышленных манипуляторов, предназначенных для выполнения транспортных и погрузочных операций в производственном процессе. Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ).

По словам авторов, модель привода на базе пневматических мышц имеет большое преимущество перед обычным приводом на пневмоцилиндрах, применяемым повсеместно. У него более плавная регулировка скорости, то есть он может мягко и без особых рывков поднимать и опускать предметы, а созданная учеными схема управления позволяет уравновесить груз в любой точке.

«При подаче сжатого воздуха пневмомускул увеличивается в диаметре, сокращается в длину и перемещает выходное звено манипулятора на заданную высоту. Самые распространенные в промышленности пневмомускулы изготавливают из резины и армируют кордом, нити которого состоят из жестких арамидных волокон. За счет возникновения радиальных сил в узлах сетки пневмомускул будет развивать достаточно большое осевое усилие до 6000 Hьютонов», — объясняет ассистент Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ Любовь Коткас.

Кроме того, манипулятор на пневмомускуле работает мощнее конкурентов при относительно малом весе, а привод его стоит дешевле. Также он безопасен и долговечен.

У пневмомускула высокий рабочий ресурс — до 5 млн циклов, поэтому ему не требуется постоянное техническое обслуживание. К тому же, в отличие от пневмоцилиндра, в его конструкции отсутствуют трущиеся поверхности, поэтому ему не нужна дополнительная смазка при работе.

«Нашей целью было усовершенствование пневматических манипуляторов и расширение сфер их применения за счет упрощения системы управления. В первый год была разработана математическая модель, во второй — разработаны пневматические схемы привода управления манипулятором, проведены численные исследования режимов работы — штатный и аварийный, затем, в третий год, был поставлен эксперимент на лабораторном стенде для проверки полученной математической модели», — говорит Любовь Коткас.

Модель грузоподъемного устройства на базе пневматических мышц можно применять при погрузке древесины в лесу, разборе завалов в ходе спасательных операций, распределении товаров на складе и даже в роботах. Как отмечают ученые, особенно она пригодится в условиях повышенной пожарной опасности, а также в загрязненных, влажных, взрывоопасных и радиационных средах.

Следующий этап — создание опытного образца промышленного манипулятора. Сейчас разработчики ведут переговоры с рядом потенциальных промышленных партнеров. Далее они продолжат серию экспериментов для исследования свойств пневмомускула и повышения точности математической модели.

Исследование проведено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» — одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты», его результаты опубликованы в одном из международных научных изданий.

Источник
новости ассоциации