Роботехнические системы в космосе

Слайд 1

Слайд 2

Введение Из чего состоит робот Луноход-1 30 лет на орбите Марсоходы «Спирит» и «Оппортунити» FEDOR и ARTEM Телеуправляемый андроид SAR-401 «Робонавт» – человекоподобный робот Заключение Список используемой литературы Спасибо за внимание План презентации

Слайд 3

Введение Космос – нужная и перспективная область применения робототехнических систем. Именно в космическом пространстве находится наибольшая часть опасных для здоровья человека факторов. Решение задач в условиях невесомости невозможно без специального оборудования, которое может обеспечивать выживание человека. Развитая робототехника значительно расширяет возможности беспилотных космических аппаратов, совершенствуя их практически до уровня пилотируемых кораблей. В пилотируемой космонавтике робототехника существенно помогает ученым и космонавтам при работах, например, в открытом пространстве нашей Вселенной, а также полностью освободить их от работы в условиях интенсивных ионизирующих излучений.

Слайд 4

Космический робот – это сложная система, состоящая из следующих компонентов:исполнительная система;информационная (сенсорная) система; управляющая система;коммуникационная система( система связи);обеспечивающие системы. Человек во внешней среде совершает два вида движений – манипуляции и локомоции. В первом случае имеется в виду движение рук при выполнении какой-либо работы, а во втором - движение всего тела для перемещений в целом. Именно поэтому исполнительная система робота включает в себя: манипуляционную и локомоционную. Основу манипуляционной системы составляют механические манипуляторы – пространственные механизмы в виде кинематических цепей из звеньев. Они образуют кинематические пары с угловым или поступательным относительным движением и системой приводов, обычно раздельных для каждой степени подвижности. Из чего состоит робот

Слайд 5

«Луноход-1» «Луноход-1» (1970 г.) и «Луноход-2» (1973 г.) – автоматизированные комплексы, созданные специалистами НПО им. С. А. Лавочкина. «Луноход-1» – первый в мире самоходный аппарат, успешно работавший на Луне. На поверхность Луны был доставлен советской межпланетной станцией «Луна-17» для изучения лунного грунта, а также радиоактивного излучений. У каждого из восьми колес был свой электродвигатель и свой тормоз, благодаря чему робот мог объезжать глубокие кратеры и небольшие скалы. Луноход был оборудован двумя телекамерами от 1 кадра в 4 секунды до 1 кадра в 20 секунд. Масса – 756 килограмм. «Луноход-1» проработал в 3 раза дольше запланированного срока, успев проехать 10540 м, передав на Землю 211 панорам и около 25000 фотографий

Слайд 6

Один из примеров успешного решения орбитальных задач с применением космической робототехники – манипулятор «Canadarm». Он показывает уровень развития космической робототехники в 1980-х – 1990-х годах. Манипулятор помогал оперативно и эффективно решать задачи, поэтому эксплуатировался в течение 30 лет. Впервые «Canadarm» прошел успешное испытание в ноябре 1981 года, в ходе второй миссии «Space Shuttle» (STS-2). А последний полет был в июле 2011 года (миссия STS-135). «Canadarm» перемещал полезные грузы из грузового отсека в некоторую точку рабочей зоны с требуемой ориентацией, например, при выведении спутника на орбиту. Кроме того, «помощник» осуществлял поддержку работающих в открытом космическом пространстве астронавтов. Одной из миссий робота было их перемещение. Достаточно часто используется совместная работа астронавтов, один из которых закреплен на манипуляторе, а второй имеет возможность свободно перемещаться в зоне проведения работ.Технические характеристики «Canadarm» были такими: длина около 15 м, диаметр звеньев немногим более 30 см. А масса чуть больше 400 кг. 30 лет на орбите

Слайд 7

Марсоходы «Спирит» и «Оппортунити» Марсоходы «Спирит» и «Оппортунити» разработаны и изготовлены США компанией NАSА и успешно запущенные на Марс в 2004 г. Отправлены они были туда для одной цели – установить, была ли когда-нибудь на Марсе вода. На марсоходах установлено 6 колес, каждое из которых имеет свой собственный электродвигатель. Телекамеры отдалены друг от друга примерно на расстояние глаз человека. С помощью научного оборудования он берет образцы грунта, анализирует их и отправляет данные ученым. Всей аппаратурой управлял бортовой компьютер. Питалась электроника от солнечной батареи..Рассчитывалось, что эти марсоходы проработают около 90 дней, и их миссия завершится, но проработали они гораздо больше. «Спирит» проработал больше шести лет, после чего связь с ним была утеряна. Марсоход «Оппортьюнити» до сих пор стабильно работает.

Слайд 8

Современность и шаг в будущее

Слайд 9

FEDOR (Final Experimental Demonstration Object Research) – антропоморфный робот-спасатель. Его создание началось в 2014 году НПО "Андроидная техника" и Фондом перспективных исследований по заказу МЧС России. Федор имеет систему голосового управления и специальные датчики. У него есть голова, пара ног и рук с пятью пальцами. Рост машины чуть больше 180 сантиметров, а вес зависит от использования модулей и варьируется от 105 до 160 килограмм. антропоморфный робот способен заменять человека в сложных и опасных космических ситуациях. Федор побывал на Международной космической станции (МКС), где участвовал в ряде экспериментов по программе «Испытатель». Кстати, у него появился приемник – ARTEM ( Automatic Research and Testing Machine ). Робот, в отличие от своего предшественника, частично умеет управлять многоразовым космическим кораблем «Орел», а его испытания начнутся уже в 2023 году. FEDOR и ARTEM

Слайд 10

Телеуправляемый андроид SAR-401 Опытный образец робота SAR-401 был разработан в 2013 г. в НПО «Андроидная техника» (г. Москва). Принцип управления – повтор андроидом движений человека-оператора, одетого в специальный костюм. Оператор,задающий движения,может находиться, например, на борту космической станции или корабля, а робот будет осуществлять необходимые манипуляции снаружи корабля. На текущий момент андроид позволяет с его помощью проводить порядка 50 различных видов действий в открытом космосе. Для SAR-401 разработаны два варианта захватывающих устройств. Первый антропоморфный захват необходим для выполнения рабочих задач с предельными характеристиками и предназначен для удержания, манипуляций и перемещения объектов различной массы. Второй захват предназначен для выполнения работ, требующих мелкой и точной моторики, и имеет 13 степеней подвижности. Взаимодействие оператора с СРТС SAR-401 осуществляется системой дистанционного управления копирующего типа. Также предусмотрен супервизорный и автономный режимы управления.

Слайд 11

Это человекоподобный робот-кентавр, разработанный NASA и General Motors для работы в открытом космосе.Торс, который передвигается на четырехколесной тележке, предназначен для оказания помощи астронавтам при работе в открытом космосе в экстремальных ситуациях, когда астронавт не может выполнить те или иные операции в силу физиологических ограничений человеческого организма. Может перемещать грузы значительной массы с ювелирной точностью. NASA с 1997 г. работал над созданием и модификацией человекоподобного робота. В 2006 г. проект вышел на новый этап, и через четыре года был представлен «Робонавт-2» – более умелый, бесшумный, ловкий и компактный, а также в четыре раза более быстрый, чем его предшественник. Он оснащен 350 датчиками и 38 процессорами. Робот переправлялся на МКС по частям, получив пару механических ног лишь в прошлом году. После этого устройство, достигающее в высоту 2,4 м, смогло передвигаться внутри орбитального комплекса под управлением операторов с Земли или кого-либо из членов экипажа. «Робонавт» – человекоподобный робот

Слайд 12

Заключение На основании обзора современного состояния и развития объектов перспективной космической структуры можно сделать вывод о конструктивном многообразии и развитиях перспективных робототехнических систем космического назначения, определяемом сложностью и разнородностью задач, требующих автоматизации, помогающих человеку в покорении космоса. Дальнейшее развитие средств робототехники наблюдается в направлении усовершенствования уже созданных прототипов, например, отработка в режиме телеуправления и автоматическом режиме операций, освоенных в режиме полуавтоматического управления человеком-оператором, находящимся на борту. Роботы развиваются с каждым годом и примеры этой презентации как доказательство этого. Ученые обучают и помогают искусственным помощникам в развитии и улучшении своих навыков, для познаний и работы в удаленном режиме самостоятельно .

Слайд 13

https://scientificrussia.ru/articles/roboty-v-kosmose Интеллектуальные роботы / под ред. Е.И. Юревича. М.: Машиностоение , 2007. 1. Наука и техника [Электронный ресурс]. – URL: https://lenta.ru/news/2017/01/14/sprut https://ru.wikipedia.org/wiki/ Робонавт https://ru.wikipedia.org/wiki/FEDOR https://ru.wikipedia.org/ . Сборка в космосе [Электронный ресурс]. – URL: http://www.assemblingonspace.ru Используемая литература

Слайд 14

Спасибо за внимание!