В последнее десятилетие наблюдается растущий интерес к разработке специальных альпинистских роботов. Мотивацией, как правило, является повышение эффективности работы в опасных условиях или труднодоступных местах, а также защита здоровья и безопасности людей при выполнении опасных работ.
Пригодятся ли такие разработки?
Подъемные роботы с маневренностью на вертикальных поверхностях в настоящее время востребованы различными отраслями промышленности и военными для выполнения опасных работ, таких как инспектирование высотных зданий, покраска и пескоструйная обработка, техническое обслуживание ядерных установок, авиационный контроль, наблюдение и разведка, помощь в пожаротушении и спасательных операциях и т.д. Такие возможности подъемно-переставных роботов позволят им не только заменить людей, занятых на этих опасных работах, но и устранить дорогостоящие строительные леса.Одной из самых сложных задач при проектировании подъемно-переставных роботов является разработка надлежащего механизма склеивания для обеспечения того, чтобы робот надежно прилипал к поверхности стен без ущерба для мобильности.
Виды
До сих пор было исследовано четыре типа методов адгезии:
- магнитные устройства для подъема на металлические поверхности поверхности;
- вакуумные аспирационные технологии для гладких и пористых поверхностей;
- генераторы силы притяжения на основе аэродинамических принципов;
- биомиметические протезы на основе животных(горные козлы) .
Наиболее перспективными для перемещения роботов по стальным конструкциям являются магнитные устройства адгезии. Роботы, использующие постоянные магниты или электромагниты, можно применять для подъема на большие стальные конструкции внутри и снаружи для осмотра стальных труб.
Разработки
Однако их применение ограничивается стальными стенами в связи с природой магнитов. Для поверхностей неферромагнитных стен подъёмные роботы чаще всего используют вакуумное устройство для создания адгезионной силы. Примерами таких роботов являются роботы ROBUG из Портсмутского университета в Великобритании, роботы NINJA-1 Токийского технологического института, ROBIN из университета О Вандербильта, роботы FLIPPER & CRAWLER из Университета штата Мичиган США и других.
Помимо роботов, созданных в академических институтах, некоторые из них были внедрены в практику. Например, роботы MACS в лаборатории реактивных двигательных установок используют присоски для проверки больших военных самолетов; роботы Robicen используют пневматические приводы и присоски для дистанционного контроля на АЭС.
Распространенные дефекты роботов-скалолазов на основе присоски заключаются в том, что она требует идеальной герметичности и времени для создания вакуума и высвобождения всасывания для движения. Таким образом, они могут работать только на гладких и непористых поверхностях (например, на стекле, металлических стенах или окрашенных стенах) с низкой скоростью. Это значительно ограничивает применение роботов.
Третий выбор заключается в создании сил притяжения на основе аэродинамических принципов, включая использование винта и современных инновационных роботов, таких как "Альпинист".
Альпинист основан на так называемой технологии "торнадо в чашке". Робот с большим успехом продемонстрировал способность передвигаться по кирпичным и бетонным стенам. Однако, потребление энергии и шум - две проблемы, которые необходимо решить.
Помимо вышеупомянутых механизмов адгезии, был достигнут значительный прогресс в имитации поведения восхождений животных (например, гекконов и тараканов). Исследование примера гекконов привело к появлению ранней версии Mecho-Gecko, разработанной iRobot в сотрудничестве с лабораторией Poly-PEDA Университета Беркли.
Эти роботы черпают вдохновение в сухих клеевых свойствах стопы геккона. Однако синтезировать волосы на ногах геккона, которые должны быть прочными, самоочищающимися и создавать достаточно сильное клеевое усилие для практического использования, особенно когда необходима большая полезная нагрузка - задача сложная. Другие роботы наделенные биологическими факторами, основаны на наблюдениях за насекомыми. Это приводят к появлению SpinyBot и платформы RiSE, разработанной Стэнфордским университетом и другими членами консорциума RiSE.
Роботы используются для подъема на шероховатые поверхности, такие как кирпич и бетон. В Стэнфордском университете был разработан робот-паук, который использует когти в конце конечностей для лазания по скалам. Однако этот робот не может передвигаться по ровным поверхностям без опорных точек.
В следующей статье мы продолжим тему таких роботов ибо разработки такого типа и правда могут заменить человека. Кто знает ,может и жизнь спасет :)
Спасибо, что дочитали статью! Поделитесь своим мнением по-поводу таких роботов.