РобоКран: Уникальная система манипулирования и ее применение

Введение

Робокраны – это тип манипулятора, напоминающий платформу Стюарта, но использующий октаэдрическую конструкцию из тросов вместо штанг. Как и платформа Стюарта, Робокран обладает шестью степенями свободы (x, y, z, тангаж, крен и рыскание). Он был разработан доктором Джеймсом С. Альбусом из Национального института стандартов и технологий США (NIST) с использованием системы управления в реальном времени, представляющей собой иерархическую систему управления. Благодаря своей уникальной способности "перемещать" инструменты по рабочей площадке, он имеет множество потенциальных применений, включая обработку камня, судостроение, строительство мостов, инспекцию, сборку труб или балок и сварку. Альбус изобрел и разработал новое поколение роботов-кранов, основанных на шести тросах и шести лебедках, сконфигурированных как платформа Стюарта. RoboCrane™ от NIST способен поднимать и точно манипулировать тяжелыми грузами на больших площадях с точным управлением во всех шести степенях свободы. Лабораторные Робокраны продемонстрировали возможность управления такими инструментами, как пилы, шлифовальные машины и сварочные горелки, а также подъема и точного позиционирования тяжелых объектов, таких как стальные балки и чугунные трубы. В 1992 году журнал Construction Equipment выбрал RoboCrane как один из 100 наиболее значимых новых продуктов года для строительной и смежных отраслей. Журнал Popular Science также отметил его премией "Лучшее из нового" как один из 100 лучших продуктов, технологий и научных достижений 1992 года. Коммерческая версия RoboCrane была разработана для ВВС США для быстрой очистки, инспекции и перекраски крупногабаритных военных самолетов, таких как C-5 Galaxy. Ожидается, что Робокран позволит ВВС США экономить 8 миллионов долларов в год на каждом из своих предприятий по техническому обслуживанию. В 2008 году проект был удостоен Национальной премии лабораторий за передачу технологий. Потенциальные будущие области применения Робокрана включают судостроение, строительство высотных зданий, автомагистралей, мостов, туннелей и портовых сооружений; погрузочно-разгрузочные работы, перевалку грузов с корабля на корабль в открытом море, очистку радиоактивных и токсичных отходов; а также подводные работы, такие как спасательные операции, бурение, обслуживание кабелей и управление подводными свалками.

The Robocrane is a kind of manipulator resembling a Stewart platform but using an octahedral assembly of cables instead of struts. Like the Stewart platform, the Robocrane has six degrees of freedom (x, y, z, pitch, roll, & yaw). It was developed by Dr. James S. Albus of the US National Institute of Standards and Technology (NIST), using the Real Time Control System which is a hierarchical control system. Given its unusual ability to "fly" tools around a work site, it has many possible applications, including stone carving, ship building, bridge construction, inspection, pipe or beam fitting and welding. Albus invented and developed a new generation of robot cranes based on six cables and six winches configured as a Stewart platform. The NIST RoboCraneTM has the capacity to lift and precisely manipulate heavy loads over large volumes with fine control in all six degrees of freedom. Laboratory RoboCranes have demonstrated the ability to manipulate tools such as saws, grinders, and welding torches, and to lift and precisely position heavy objects such as steel beams and cast iron pipe. In 1992, the RoboCrane was selected by Construction Equipment magazine as one of the 100 most significant new products of the year for construction and related industries. It was also selected by Popular Science magazine for the "Best of What's New" award as one of the 100 top products, technologies, and scientific achievements of 1992. A version of the RoboCrane has been commercially developed for the United States Air Force to enable rapid paint stripping, inspection, and repainting of very large military aircraft such as the C 5 Galaxy. RoboCrane is expected to save the United States Air Force $8 million annually at each of its maintenance facilities. This project was recognized in 2008 by a National Laboratories Award for technology transfer. Potential future applications of the RoboCrane include ship building, construction of high rise buildings, highways, bridges, tunnels, and port facilities; cargo handling, ship to ship cargo transfer on the high seas, radioactive and toxic waste clean up; and underwater applications such as salvage, drilling, cable maintenance, and undersea waste site management.