Особенности создания, проектирования и применения МС для работы в экстремальных условиях

Основная тенденция развития рассматриваемой техники — создание автономных и телеуправляемых мобильных РТС с развитой сенсорикой, адаптивным и интеллектуальным управлением. Работы в этой области ведутся крупнейшими машиностроительными фирмами, включая "Дженерал Электрик", "Вестингауз", "Мартин Мариетта", "Кли пиллер", "Дженерал Дайнамикс", "Сименс", "Мицубиси". Основной формой организации этих работ являются государственные (США, Япония, Франция, Англия) и международные программы и проекты.

Решение проблемы создания РТС для экстремальных условий связано со следующими особенностями:

1. Сложность (экстремальность) внешних условий, зачастую находящихся на пределе возможностей современной техники;

2. Сложность, многообразие, нечеткость (изменчивость) подлежащих выполнению функций, приводящие к большой номенклатуре требующихся технических средств при, как правило, единичном характере потребностей в этой технике;

3. Межотраслевой характер проблемы, как с точки зрения потребителей, так и производителей требуемых технических средств.

С учетом этих особенностей в основу проектирования средств экстремальной робототехники должны быть положены следующие принципы. Первый — функциональная и конструктивная унификация технических средств на основе их модульного построения. Второй принцип — согласованность требований к рассматриваемым техническим средствам и к их техническому окружению, с которым эти средства должны взаимодействовать, из условий максимума общей технико-экономической эффективности.

Для объектов внешней среды второй принцип означает необходимость учета их взаимодействия с рассматриваемыми МС. Такой учет может повысить эффективность разрабатываемых средств в 5—7 раз. Важные дополнительные требования, которые следует предъявлять к объектам внешней среды для облегчения функционирования технических средств, предназначенных для работы в экстремальных условиях, направлены на обеспечение выполнения этими средствами следующих действий:

- передвижение, в том числе при наличии разрушений и препятствий;

- выполнение различных манипуляционных операций с органами управления технологическим оборудованием и контроля за ним;

- проведение демонтажных и ремонтных работ с этим оборудованием;

- расчистка и уборка разрушений, очистка от вредных веществ.

На рис.7.1 показана типовая схема применения на объектах типа АЭС МС, доставляемой к месту работы наземным транспортным средством. Транслятор предусмотрен для управления техническим роботом, находящимся внутри радионепроницаемого здания АЭС.

Управление МС — дистанционное супервизорное и автономное адаптивное, включая автоматический обход и преодоление препятствий, обзор местности, поиск определенных объектов и т. д.

 

Рис.7.1 Типовая схема применения мехатронной системы:

1- автомобиль-тягач; 2 – пульт управления; 3 – пульт связи - транспортер;

4 – внешний ретлянслятор; 5 - внутренний ретлянслятор; 6 – технологический модуль

 

Супервизорный способ управления представляет собой последовательность автоматически выполняемых МС заранее занесенных в память типовых операций, в промежутках между которыми оператор дает очередную операцию, обеспечивая, таким образом, выполнение отделенной сложной работы. Директивы оператора включают два вида информации: название (код) типовой операции и ввод численных значений некоторых параметров программы этой операции. Типичным видом последней информации являются необходимые для выполнения операции координаты объектов внешней среды (координаты подлежащих взятию предметов или места, куда требуется вывести рабочий орган манипулятора, и т. п.). Их ввод может осуществляться через систему целеуказаний с помощью, например, задающей рукоятки, световой метки на экране дисплея, светового пера, мыши или средств виртуальной реальности в компьютерном трехмерном пространстве. Сама операция может задаваться через клавиатуру, в том числе виртуальную на экране дисплея, с помощью речевого командного устройства и других средств общения.