Без остановки производственного цикла самозатягивание сквозных проколов и термомеханическую регенерацию мягких захватов роботов представили ученые проекта RESSORT от VUB

Источник: Robotics & Automation News

Создание первого поколения интеллектуальных эластомерных робототехнических захватов, наделенных встроенным физическим чувством осязания и возможностью самостоятельной полной регенерации после глубоких сквозных механических порезов, официально завершил международный европейский исследовательский консорциум RESSORT под научным руководством лаборатории Брюссельского свободного университета VUB. Согласно публикациям изданий Robotics & Automation News, Engineeringnet, Conceptuel и официальным отчетам университета VUB, фундаментальная цель европейской исследовательской инициативы заключается в преодолении критической уязвимости мягких пневматических манипуляторов и тактильной искусственной кожи перед случайными проколами во время манипуляций с острыми металлическими кромками на автоматизированных линиях.\n\nМатериаловедческую основу новой технологии формируют термореактивные полимерные сетки с обратимыми ковалентными связями Дильса-Альдера. При получении механического разреза или сквозного прокола острым предметом эластомер способен самозатягиваться при комнатной температуре в течение двадцати четырех часов за счет спонтанного замыкания химических связей. При локальном нагреве поврежденного участка до температуры восемьдесят градусов Цельсия процесс полной структурной полимеризации ускоряется до сорока минут без утраты исходной эластичности и прочности на разрыв. Встроенные микронагревательные нити из сплава с памятью формы активируются по команде контроллера для проведения экспресс-регенерации на месте.\n\nВ объем полимерного композита интегрированы оптические оптоволоконные датчики деформации на основе брэгговских решеток FBG и пьезорезистивные углеродные микроструктуры. Сенсорная сеть фиксирует распределение давления в границах от одного до ста пятидесяти килопаскалей с временным откликом менее пяти миллисекунд, позволяя роботу мгновенно адаптировать силу сжатия при удержании хрупких биологических плодов или тонкостенных пластиковых ампул. Восьмиканальный оптический интеррогатор непрерывно считывает сдвиг длины волны отраженного светового импульса на частоте две тысячи герц. Алгоритм раздельной калибровки дифференцирует нормальное усилие прижима и касательный сдвиг, исключая проскальзывание влажных деталей без избыточного сдавливания. Пространственное разрешение тактильной карты на подушечках захватов составляет одну целую и две десятых миллиметра.\n\nТрехпалая адаптивная кинематика захвата с шестью независимыми пневмокамерами сильфонного типа обеспечивает деликатный круговой обхват объектов неправильной геометрической формы диаметром до ста двадцати миллиметров. Уникальным инженерным достижением консорциума стало сохранение стопроцентной функциональности сенсорной паутины после термического заживления полимерного матрикса.\n\nВ ходе натурных заводских испытаний прототип многопалого мягкого грейфера успешно выдержал пятьдесят циклов сквозного перфорирования стальной иглой диаметром два миллиметра с последующей термической регенерацией, сохранив герметичность пневматических камер при рабочем давлении до двух атмосфер. Механические тесты на растяжение зафиксировали восстановление девяноста восьми процентов первоначального предела прочности на разрыв. Лабораторные исследования подтвердили термомеханическую стабильность полимерной сетки в широком диапазоне климатических температур от минус десяти до плюс пятидесяти градусов.\n\nМодульный быстросъемный фланец захвата спроектирован по стандарту ISO 9409-1, что гарантирует оперативную механическую стыковку с промышленными манипуляторами и коллаборативными коботами ведущих мировых производителей. Встроенный компактный микрокомпрессор обеспечивает полную автономность модуля без необходимости прокладки внешних пневмомагистралей цеха.\n\nЭкологический блок исследовательской программы подтвердил возможность безотходной вторичной переработки композита: отработавшие эластомерные детали растворяются в органическом растворителе и формуются заново без ухудшения базовых механических характеристик.\n\nИнженерная группа консорциума VUB приступила к совместным пилотным внедрениям самовосстанавливающихся модулей на линиях сортировки сельскохозяйственной продукции и автоматизированных участках сборки аккумуляторных батарей.