Змеевидные роботы предназначены для перемещения по разнородным поверхностям, внутри щелей и каналов, а также в жидкости. Они могут использоваться, к примеру, для обнаружения дефектов. Первые разработки змеевидных роботов были начаты в конце 1970-х годов японской фирмой Hirose. Тогда такие роботы передвигались на колёсах, что сильно ограничивало их перемещение — например, они не могли двигаться по разнородным поверхностям.
Ползающих змеевидных роботов на Западе стали разрабатывать в конце 80-х годов. В России это первая разработка такого рода. Как сказал CNews начальник СКТБ Олег Шмаков, змея — загадочное животное, движения которого было бы интересно повторить, и именно поэтому в СКТБ стали делать змеевидного робота.
В ходе разработки робота научным руководителем СКТБ Александром Ивановым, профессором кафедры механотроники ЦНИИ РТК, был получен патент на математическую модель, описывающую движение змеи.
На данный момент «Змеелок-1» состоит из 15 звеньев. Каждое звено обладает двумя степенями свободы, поэтому управляется двумя сервоприводами производства японской фирмы Hitec. Всего на «Змеелоке» установлено 30 сервоприводов. Также на роботе установлена телекамера, передающая на пульт оператора цветное изображение в разрешении 640х480.
Управление роботом организовано от ноутбука оператора по проводу через com-порт. На самом роботе стоит микроконтроллер семейства MCS-51 производства фирмы Atmel. Как пояснил Олег Шмаков, такое управление роботом сделано специально, т.к. разрабатывают «Змеелок» студенты, а управление через com-порт проще всего осуществить. Кроме того, это и дешевле с точки зрения материальных затрат — бюджет проекта составил всего 50 тыс. рублей (без учёта стоимости зарплат сотрудников). В следующей модели робота — «Змеелок-2», которая разрабатывается в данный момент, управление будет реализовано по защищённому радиоканалу.
Питание в данный момент также реализовано по проводам от внешнего источника — 6 вольт на каждый сервопривод и 6 вольт на микроконтроллер. Телекамера питается от собственного аккумулятора. Как пояснил г-н Шмаков, если бы вместо внешнего источника питания использовались батарейки, это сильно утяжелило бы конструкцию и усложнило бы движение. «Змеелок-2» будет независим от внешнего источника питания — оно будет организовано специальными аккумуляторами.
Скорость передвижения робота на данный момент составляет 0,5 м в секунду. Западные аналоги двигаются в 2–3 раза быстрее за счёт использования более дорогих сервоприводов. «Змеелок-1» может взбираться на поверхности наклоном до 30 градусов, а также двигаться или по заранее заложенному в него маршруту, или следуя командам оператора.
Робот реализует следующие виды движения:
- прямолинейное медленное движение (в вертикальной плоскости);
- боковое движение (side winding);
- боковое изгибание (undulation), пространственное движение;
- перемещение в каналах (concertine);
- проталкивание (продвижение с опорой на боковые ограничения).
Разработку следующей модели робота -
«Змеелок-2» — планируется завершить во втором квартале 2007 года. Помимо того, что в новой модели будет отсутствовать какое-либо проводное соединение с пультом оператора, будут и другие усовершенствования. Благодаря значительному увеличению финансирование проекта (на «Змеелок-2» будет потрачено 500 тыс. рублей) на роботе будут установлены более совершенные сервоприводы (каждый стоимостью около €50 — при цене нынешних около 600 рублей), за счёт чего увеличится его скорость. Появятся новые виды движения, а также увеличится угол наклона поверхности, на которую сможет забираться робот.
Над проектом в данный момент работают 8 человек.
Поделиться