Разработка методов моделирования и управления реконфигурируемыми тросовыми роботами с учётом эластических деформаций механических элементов

Климчик Александр
руководитель проекта
Партнеры: ARKODIM-Pro LLC
Лаборатория: Лаборатория мехатроники, управления и прототипирования
Статус: Выполняется
Целью проекта является развитие теории манипуляторов параллельной структуры применительно к манипуляторам, в которых движение рабочего органа контролируется гибкими связями, — тросовым роботам. Тросовый или кабельный робот представляет собой механическую систему, в которой рабочий орган подвешен на нескольких тросах. Управление движением рабочего органа происходит благодаря согласованной работе двигателей, обеспечивающих наматывание или вытравливание тросов. В отличие от традиционного подъёмно-транспортного оборудования в тросовом роботе с помощью тросов контролируется непосредственно положение рабочего органа, и в некоторых пределах удаётся управлять ориентацией рабочего органа в пространстве. Возможность с высокой точностью и при значительных скоростях управлять положением и ориентацией рабочего органа определяет основные преимущества тросовых роботов. Тросовые роботы находят своё применение в теле и киносъёмке на стадионах, для сборки или окраски крупногабаритных изделий, 3D печати больших объектов, в симуляторах движения, в разработке экзоскелетов для задач реабилитации. Среди научных задач следует отметить разработку методов математического моделирования кинематики и динамики с учётом эластических деформаций механических элементов робота, методов и алгоритмов параметрической калибровки, методов оптимального управления движением с учётом деформаций механических элементов и погрешностей изготовления исполнительных приводов и трансмиссий, методов оперативного диагностирования возможных неисправностей и дефектов в кабельных роботах. Разработанный в Университете Иннополис прототип тросового робота представляет собой модульную переконфигурируемую систему, допускающую установку от 4 до 12 тросов, для управления которыми использованы сервоприводы и серводвигатели Omron. Размеры рабочей зоны робота 9х4х3 м, грузоподъёмность робота до 200 кг, максимальная скорость движения рабочего органа с грузом до 0,5 м/с. Прототип предназначен для проведения научных исследований и отработке разрабатываемых методов и алгоритмов управления