книги / Промышленные роботы. Ч. 3

венно или с помощью телевизионной камеры. В состав установленных на роботах комплексов приборов и оборудования входят:

телевизионная аппаратура (на современных образцах, как правило, цветного изображения), включающая телевизионные камеры (до четырех

единиц) и портативные мониторы, по которым оператор ведет наблюдение за местностью и управляет работой машины;

 осветительные средства (прожекторы) для подсветки при действиях

в темное время суток и низких уровнях освещенности;

манипуляторы для захвата, перемещения и транспортирования объектов;

портативная рентгеновская аппаратура для обследования на месте обнаруживаемого объекта и определения степени его опасности;

оборудование для уничтожения на месте взрывоопасных предметов (наибольшее распространение получили гидродинамические разрушители, используемые для уничтожения самодельных взрывных устройств в неметаллических оболочках, ацетиленовые горелки для сжигания неметаллических мин игладкоствольныеружьядлястрельбытяжелымипулями-болванками);

набор инструмента для разборки, отделения или вывода из строя отдельных компонентов обнаруженного боеприпаса в целях его нейтрализации;

набор стетоскопов для прослушивания работы часовых механизмов взрывателей замедленного действия, а также зеркал для обследования отдель-

Малые масса и габариты дистанционно управляемых машин допускают их перевозку к месту выполнения работ легкими транспортными средствами, а их выгрузка и погрузка производятся по легким аппарелям своим ходом. Низкое расположение центра тяжести и наличие легких гусениц позволяют машине преодолевать крутые подъемы и спуски, в том числе лестничные марши, проникать в небольшие помещения и работать на весьма ограниченной площади.

2.2. Специальные робототехнические комплексы

Представление о возможностях специальных робототехнических комплексов дает опыт применения промышленных роботов, перемещающихся по произвольным поверхностям.

Мировой приоритет в этой области принадлежит японским фирмам. Ими внастоящее время разработан и серийно изготавливается ряд робототехнических устройствсдистанционнымуправлением, предназначенныхдляразличныхцелей:

23

контроля наличия утечек из газовых резервуаров большой емкости;

ультразвукового контроля сварочных швов корпусов судов, стенок газовых и нефтяных резервуаров;

пескоструйной очистки корпусов кораблей и стенок судовых танков;

диагностики состояния стен высотных зданий, мойки стекол и стен;

контроля поверхности стен строений и стенок емкостей для хранения жидких ядерных отходов;

обмывки стен шахт ядерных реакторов.

Эффективность использования специальных робототехнических комплексов в промышленности заключается в сокращении затрат на проведение технологических операций из-за отсутствия необходимости в подъемных устройствах, лесах, страховочных приспособлениях; сокращении сроков проведения работ; повышении безопасности труда за счет вывода персонала из зоны работ.

2.2.1. Робототехнический комплекс «Омар»

Робототехнический комплекс «Омар» (рис. 7, 8) разработан для ликвидации аварийных ситуаций в центральном зале и хранилище отходов ядерного топлива АЭС, однако может применяться и на химических предприятиях, а также на прочих объектах, связанных с повышенной опасностью.

Рис. 7. Мобильный робот «Омар» с манипулятором

24

Имея возможность пятистепенного наведения сопла напылителя, непосредственного видеоконтроля, измерения расстояния и целеуказания, оператор осуществляет дистанционное управление процессом напыления.

Дополнительные возможности предоставляет управляющее программное обеспечение, установленное на рабочей станции CD1 комплекса «Омар». Оно дает возможность управления как в системе координат сопла напылителя, так и в системе координат манипулятора.

2.2.2. Подводный робот вертикального перемещения для контактной резки

Роботы вертикального перемещения являются одним из эффективных средств автоматизации технологических процессов, проводимых на труднодоступных, произвольно ориентированных поверхностях. К таким процессам относится проведение работ по консервации и разборке атомных реакторов устаревших конструкций. При этом возникает задача резки стальных конструкций в условиях радиоактивности.

Так как с точки зрения защиты окружающей среды от технологических загрязнений техника разборки атомных реакторов без предварительного удаления из них воды является предпочтительной для использования, то процесс резки требуется проводить под водой.

Важными требованиями к технологическому оборудованию для подводных роботов вертикального перемещения являются малый вес, компактность и надежность управления. Относительно небольшие технологические усилия также являются желаемыми. Вместе с тем технологический метод должен позволять обрабатывать стальные компоненты сложных структур в конструкциях ядерных реакторов значительной толщины. Всем этим требованиям отвечает технологическое оборудование контактной дуговой резки. Указанная технология может быть использована для всех видов металлов. Максимальная толщина объекта обработки зависит только от геометрии электрода, а форма объекта практически не влияет на технологический процесс.

Общая схема приводной системы робота (рис. 12) построена по плану сканирующего транспортного модуля робота. Он имеет внешнюю и внутреннюю группы педипуляторов с вакуумными захватами. Два горизонтальных транс-

27

портных пневматических цилиндра расположены на платформе. Внешняя группа педипуляторов установлена на штоке вертикальных транспортных цилиндров посредством внешних цилиндров подъема-опускания вакуумных захватов.

Рис. 12. Общая схема подводного робота: 1 – внешние педипуляторы; 2 – вертикальные транспортные пневматические цилиндры; 3 – датчики вакуума; 4 – корпус бортовой системы управления; 5 – пневмораспределители; 6 – бортовой компьютер; 7 – внешняя рама; 8 – вакуумный захват; 9 – защитный экран; 10 – датчик контроля глубины резки; 11 – технологический привод; 12 – технологический инструмент; 13 – видеоблок; 14 – внутренние педипуляторы; 15 – горизонтальные транспортные пневматические цилиндры; 16 – платформа; 17 – эжекторный блок; 18 – захваты внешнего транспортирования;

19 – силовые направляющие; 20 – каналы питания

Внутренняя группа педипуляторов соединена с платформой с помощью внутренних цилиндров подъема-опускания вакуумных захватов.

Каждый вакуумный захват питается от автономного эжектора. Силовые направляющие между вертикальным транспортным цилиндром и платформой позволяют достичь повышенной жесткости робота. Сжатый воздух подается по

28

кабелю на транспортный модуль и далее на блок пневмораспределителей, управляющих пневмоприводами и эжекторами.

Пошаговое движение платформы осуществляется путем поочередного соединения внешней и внутренней групп педипуляторов с поверхностью перемещения с помощью вакуумных захватов.

2.3. Малогабаритные дистанционно пилотируемые летательные аппараты

Вначале 1980-х гг. появился новый класс беспилотных разведчиков – миниатюрные и относительно дешевые дистанционно пилотируемые летательные аппараты (мини-ДПЛА). Пионерами в этой области стали израильтяне, первыми создавшие и с большим успехом применившие мини-ДПЛА в ходе боев

сСирией в долине р. Бекаа (Южный Ливан) в 1982 г. Вслед за Израилем к работам в этом направлении приступили СССР, США, Великобритания, Франция, Италия, Канада, Китай, Ирак и другие страны, как обладающие развитой авиапромышленностью, так и имеющие лишь авиаремонтную базу.

ДПЛА способны:

вести воздушную визуальную разведку местности;

вести радиационную, химическую и бактериологическую разведку;

обеспечивать ретрансляцию радиосигналов;

поражать цели, доставлять к цели специальные технические средства.

Внастоящее время отсутствует единая и четкая классификация ДПЛА. Принято подразделять беспилотные аппараты по различным признакам:

по виду системы управления – на совершающие полет по программе или по радиокомандам (последние часто называются дистанционно пилотируемыми или телеуправляемыми). Считается, что дальность действия ДПЛА с радиокомандной системой наведения значительно меньше, чем аппаратов, совершающих полет по программе, поскольку управление ведется, как правило, в УКВ-диапазоне и определяется дальностью прямой видимости;

по стартовому (взлетному) весу и размерам – на малоразмерные (иногда их еще называют миниатюрными), среднеразмерные и крупноразмерные. Судя по сообщениям иностранной прессы, сейчас основные усилия западные специалисты направляют на создание малоразмерных ДПЛА,

29

сравнимых по своим весовым и габаритным характеристикам с радиоуправляемыми моделями самолетов и вертолетов;

по выполняемым задачам – на разведывательные, радиоэлектронной борьбы и многоцелевые;

по типу – на ДПЛА самолетного типа, вертолетного типа и автожиры,

подъемно-привязные системы, газонаполненные аппараты (дирижабли

иаэростаты).

Всостав воздушных робототехнических средств входят дистанционно пилотируемые летательные аппараты, несколько транспортных средств, обеспечивающих старт, обслуживание и управление.

Вкачестве силовой установки на ДПЛА применяются авиационные поршневые или турбореактивные двигатели, а для обеспечения их старта (взлета)

сземли – пороховые сбрасываемые ускорители. Возвращающиеся с задания беспилотные аппараты спускаются на парашюте или подхватываются в конце глиссады снижения специальной сетью, иногда они производят посадку с помощью шасси.

Состав бортовой аппаратуры определяется главным образом возлагаемыми на ДПЛА задачами. На разведывательных используются аэрофотоаппараты (АФА), телевизионные камеры, инфракрасные станции, аппаратура радиотехнической разведки. Аппараты могут нести на борту станции постановки активных помех, устройства выбрасывания противорадиолокационных отражателей и т. д.

ДПЛА представляют собой частный класс летательных аппаратов, занимающий промежуточное положение между пилотируемой авиацией и беспилотной ракетной техникой.

Термин «дистанционно пилотируемые» подразумевает не просто радиоуправляемый аппарат по типу модели. Смысл дистанционного управления сводится к тому, что между человеком-оператором, находящимся на наземном пункте дистанционного управления, и летящим ДПЛА непрерывно происходит обмен информацией, а с помощью полезной нагрузки, находящейся на борту (телевизионная камера, ИК-аппаратура), создается иллюзия наблюдения за наземными целями под его крылом. Огромное значение имеет и то, что на оператора не действуют реальные физические и психологические нагрузки, испытываемые экипажами пилотируемых самолетов.

30