Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Магнитная трансмиссия дала роботу скорость и резкость движений

Ishikawa Senoo Laboratory / YouTube

Японские инженеры создали роборуку, способную захватывать тонкие листы бумаги со стола с гораздо большей скоростью, чем почти все аналогичные устройства. Например, она может быстро достать только одну верхнюю карту из колоды. Кроме того, благодаря применению магнитных передач между частями руки устройство устойчиво к ударам, рассказывают разработчики на сайте Токийского университета. Статья с описанием разработки была представлена на конференции ROBOMECH2019.

Зачастую инженерам при разработке роботов приходится делать выбор между скоростью и точностью работы. Это вызвано несколькими причинами, в том числе сложностью совместить высокий крутящий момент мотора, низкую массу, а также возможность быстрого торможения и отслеживания движения с высокой скоростью. При этом в роботах, все же совмещающих такие возможности, как правило, используются жесткие сцепляющие элементы, из-за чего при превышении силы конструкция или захватываемый предмет может повредиться.

Инженеры из лаборатории Масатоси Исикавы (Masatoshi Ishikawa) Токийского университета создали роборуку, совмещающую в себе скорость, возможность быстро отслеживать движения и реагировать на прикосновения к предметам, а также защиту от слишком большого усилия.


В зависимости от конфигурации она состоит из двух или трех пальцев, закрепленных на общем основании. Каждый палец состоит из четырех сегментов, соединенных между собой с помощью магнитной передачи. Она состоит из двух кольцевых магнитов, в которых создано несколько намагниченных областей. Области расположены под углом к плоскости кольца, а сами кольца установлены перпендикулярно друг другу. Благодаря этому механизм передает крутящий момент под углом 90 градусов. Внутри одного из колец располагается сервопривод, соединенный через планетарную передачу.

Магнитная передача имеет несколько преимуществ перед контактной механической, в том числе отсутствие трения между элементами. Кроме того, при резком повышении крутящего момента, например, при ударе по концу пальца, кольца прокручиваются, на небольшое время переставая передавать усилие.

Инженеры реализовали захват предметов со стола, используя исключительно механическую систему отслеживания. Она отслеживает показания сервоприводов с задержкой около одной миллисекунды и подстраивает их работу, снижая крутящий момент после соприкосновения с предметом. Разработчики показали возможности роборуки на примере колоды карт, с которой робот способен быстро снять одну карту, захватив ее двумя пальцами.

Ранее мы рассказывали о других адаптивных передачах для роботов, захватывающих предметы. Например, в 2018 американские инженеры создали на 3D-принтере конструкционно крайне простую передачу, представляющую собой катушку с поперечными вставками, на которые намотан трос. При обычных условиях передача адаптирована под быстрое вращение, а при превышении усилия на тросе радиус передачи меняется, тем самым подстраивая передаточное соотношение под работу с большим усилием.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.