Стр. 60 - СПЕЦИАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ ДЛЯ СИЛОВЫХ СТРУКТУР

СБОРНИК ДОКЛАДОВ
60
ДОДЕКАПОД – НОВЫЙ МОДУЛЬНЫЙ ТИП ПРОСТРАНСТВЕННОГО
МОБИЛЬНОГО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО РОБОТА
Додекапод представляет собой новый модульный тип пространственного парал-
лельного робота (ППР). ППР обладают по сравнению с роботами последовательного
действия (РПД) более высокой жесткостью при малой массе механизма, точностью
перемещения выходного звена, а также способностью управлять большими нагруз-
ками с высокими скоростями их перемещений. Благодаря этим качествам ППР на-
ходят широкое применение в самых разнообразных областях современной техники
от макроуровня (станки, авиационно-космические и спортивные тренажеры, робото-
технические системы, развлекательные комплексы и др.) до миниатюрных и микро-
электронных механических систем (МЭМС) различного назначения [1].
Среди многообразия ППР повышенным интересом у разработчиков пользуется
гексапод (рис. 1) – ППР с шестью степенями свободы [1], который способен воспри-
нимать и передавать нагрузки подобно пространственным фермам и обеспечивать
шесть степеней свободы выходному звену (платформе 1) с высокоточным его по-
зиционированием относительно основания 2. При этом платформа 1 и основание 2
связаны между собой замкнутой кинематической цепью, каждое из звеньев которой
содержит линейный двигатель 3 и две сферические (или эквивалентные им) кинема-
тические пары 4.
Несмотря на имеющиеся широкие технические и технологические возможности
гексаподов, современный этап развития ППР требует увеличения их рабочего про-
странства и расширения функциональных возможностей. Ниже представлена новая
концепции ППР с двенадцатью степенями свободы, названная додекаподом (рис.
2, от греч. додека – двенадцать и под – нога, в современной интерпретации – про-
странственная система с двенадцатью подвижными стержнями) [2, 3]. В отличие от
гексапода, додекапод не только имеет большее рабочее пространство (рис. 1, б), но
и способен самоперемещаться по внутренним и наружным поверхностям. При этом
каждая из восьми граней додекапода обладает возможностью схватывания предметов произвольной формы и организа-
ции распорных усилий во внутренних поверхностях.
Рисунок 1. Кинематическая схема гексапода (а: 1 – платформа, 2 – основание, 3 – линейный привод, 4 – сферический
шарнир) и сравнительные изображения рабочих зон гексапода и додекапода (б: 1– гексапод, 2– рабочая зона гексапода,
3– додекапод, 4– рабочая зона додекапода).
Наличие этих новых качеств, позволило предлагаемой концепции додекапода существенно расширить функциональ-
ные возможности додекапода и повысить его надежность по сравнению с другими типами ППР, в частности гексаподом,
за счет:
• организации возможности его мобильности (самоперемещения) и адаптации к поверхностям перемещения и пе-
ремещаемого объекта (предмета), в частности, к протяженной замкнутой внутренней поверхности тоннельного (или сква-
жинного) типа, а также к наружной поверхности колонного типа, которые могут иметь переменные по длине поперечные
сечения и искривленную траекторию движения (рис. 2-4);
• организации возможности самоперемещения внутри труб по отводу колена или тройника, расположенного под
прямым углом без радиусного перехода (рис. 2);
• организации возможности перемещения протяженных (длинномерных) предметов, например кабелей, труб и т.п.
внутри замкнутых поверхностей;
• организации возможности неограниченного модульного наращивания вдоль каждой из граней с образованием
как линейных, так и поверхностных интеллектуальных ферменных структур различной конфигурации (рис. 5);
• организации возможности как индивидуального, так и коллективного (после стыковки модулей друг с другом)
самоперемещения по сложным пересеченным поверхностям и сооружениям различного типа (рис. 5);
Саяпин Сергей Николаевич, доктор
технических наук, заведующий
лабораторией исследования и
разработки средств виброзащиты
систем «человек-машина».
Федеральное государственное
бюджетное учреждение науки
Институт машиноведения им.
А.А. Благонравова Российской
академии наук