Кафедра "Специальная робототехника и мехатроника"

Научная работа кафедры

Космические робототехнические комплексы

Немного истории...

 Первые научные исследования в области манипуляционных систем были начаты на кафедре в 1963 году по заданию организации, возглавляемой академиком С.П. Королевым.  Позднее сотрудниками кафедры и отдела "Прикладные системы моделирования и управления", руководимого А.Г. Лесковым был создан аналого-цифровой вычислительный комплекс, позволяющий моделировать робототехнические системы в реальном масштабе времени и отрабатывать системы дистанционного управления космическим и манипуляторами. На основе этого комплекса по заказу ЦПК им. Ю.А. Гагарина в 1992 году был создан тренажер для подготовки операторов управления манипулятором для многоразового космического корабля.  Далее...

Функционально-моделирующий стенд космического манипуляционного робота МКК «Буран» (РГНИИ ЦПК им.Ю.А.Гагарина, 1993 г)

Функционально-моделирующий стенд космических манипуляционных роботов

Международной Космической Станции

Видеоролик1

Видеоролик2

Рабочий орган манипулятора ФМС с активным ЗУМ, СМД и СТЗ.

Видеоролик1

Видеоролик2

Основные научные направления лаборатории – динамика и управление космическими робототехническими системами, автоматизация проектирования следящих приводов.

В лаборатории в разное время были созданы комплексы для аналого-цифрового, компьютерного и полунатурного моделирования в реальном масштабе времени динамики и процессов управления манипуляционными роботами. На базе этих комплексов были выполнены НИР по определению принципов построения и методов проектирования космических робототехнических сборочных комплексов, алгоритмам управления приводами манипулятора орбитальной космической станции, отработке структуры и алгоритмов функционирования тренажеров операторов космических манипуляторов, разработке систем и устройств управления манипуляторами с активным отображением усилий, созданию программных комплексов автоматизированного проектирования приводов.

НИР выполнены по заказу ведущих предприятий авиакосмической и оборонной отраслей (ЦНИИАГ, ВНИИ «Сигнал», НИИРФ, НПО «Астрофизика», РКК «Энергия», ЦНИИМАШ, РГНИИЦПК им. Ю.А.Гагарина и др.).

 

 

 

Лаборатория оснащена действующими образцами промышленных робототехнических систем: копирующий манипулятор МЭМ10-СДГ, промышленные манипуляторы РМ-01, Kawasaki FS20N и др. оборудованием.

В лаборатории разработаны принципиально новые методы описания манипуляционных роботов на основе математического аппарата блочных матриц, позволяющие формировать компактные математические модели динамики сложных многозвенных исполнительных механизмов манипуляторов с детальным учетом их параметров, а также строить быстродействующие вычислительные алгоритмы. Эти алгоритмы использованы в основе созданных сотрудниками лаборатории в РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина функционально-моделирующих стендов (ФМС) для подготовки операторов манипуляционных систем МКК «Буран» и Международной Космической Станции.

 

Функционально-моделирующие стенды (ФМС) представляют собой полунатурные функциональные и динамические модели космических манипуляционных роботов (КМР).  ФМС представляют собой функциональные и динамические модели КМР, функционирующие в земных условиях. ФМС оснащены ПО регистрации процессов управления и оценки управляющей деятельности космонавтов. Специально для целей общекосмической подготовки разработаны компьютеризированные курсы по основам космической робототехники. При управлении современными МР широко используется средства очувствления.

На базе ФМС в настоящее время проводятся исследования и разработки в области интеллектуальных систем супервизоного управления полуавтономными МР, развернуты исследования по программе «КМР – Робонавт».

ФМС оснащен средствами дистанционного доступа и управления по сети Интернет. Работы в области дистанционного доступа выполнены при тесном взаимодействии с преподавателями и сотрудниками кафедры Э8. Руководитель работ – дтн, профессор кафедры Э8 Зимин В.Н., ответственный исполнитель – к.т.н. Шумов А.В.