Прочный и гибкий робопалец – классическая механика! • Выпуск 01 ноября 2022 года
Рубрика "Хай-тек" Николая Гринько на "Вестях ФМ".
Группа исследователей из Харбинского технологического университета разработала роботизированный палец для манипуляторов, способный выдерживать большие физические воздействия в рабочей среде. Роботы часто работают в непредсказуемых и небезопасных условиях. Их манипуляторы выполнены по жестким схемам, а потому повреждаются от ударов и столкновений. Дилемма заключатся в том, что конечности робота должны быть очень прочными, но при этом обладать некоторый гибкостью, чтобы смягчать и поглощать удары. Китайские инженеры пришли к парадоксальному решению: вместо современных тросовых приводов они использовали классическую зубчатую передачу. Каждый сустав пальца они оборудовали собственным электродвигателем и шестеренками. Подобрав передаточное число, они смогли создать систему, способную как на жесткий захват, так и на мягкое удержание – ударная энергия поглощается не зубцами шестерней, а валом электродвигателя. Получилась достаточно компактная конструкция с регулируемой жесткостью, способная захватывать самые разные объекты: твердые, мягкие, тяжелые, легкие, прямоугольные и цилиндрические.
Коллектив редакции нашей программы внимательно изучил демонстрационный видеоролик. Авторы действительно изготовили только один (причем довольно крупный) палец. В нем всего два сочленения – одним он подвижно крепится к неподвижной опоре, а второе сгибает "фалангу" пальца. Но даже такая конструкция показывает очень неплохие результаты: лихо поднимает блин от штанги весом 2,6 кг, прижимает и удерживает деревянные фигурки, моток изоленты, яблоко, не повреждая ни один из предметов, и даже откручивает резьбовую крышку от пластиковой баночки. И при этом механический палец спокойно выдерживает несколько ударов кувалдой и падение металлической заготовки, сохраняя при этом и механическую прочность, и гибкость. Удивительно – инженеры десятилетиями искали подходящую схему, используя самые современные материалы и технологии, вплоть до искусственных мышечных волокон, а надо было, оказывается, просто усовершенствовать старую добрую зубчатую передачу. Похоже, человекоподобные машины ближайшего будущего продолжат жужжать электродвигателями при каждом движении, как это делают сегодня все промышленные и бытовые роботы. В этом нет ничего плохого, но ни пневматика, ни искусственные волокна еще долго не придут на замену чистой механике. И, кстати, раз уж старая технология оказалась лучше новых, может быть стоит получше присмотреться к наследию инженеров прошлого? Например, заменить электродвигатели пружинными механизмами, которые нужно заводить с помощью ключа? Разумеется, это всего лишь шутка. Хотя…