Инспекцию лопаток авиационных двигателей и управление всего двумя пневмолиниями получила мягкая роботизированная рука BioflexBot

Источник: The Robot Report

В три с половиной раза превышающий диапазон растяжения и сжатия человеческой ладони продемонстрировал биомиметический мягкий робототехнический захват BioflexBot, разработанный международной исследовательской группой и представленный на страницах научного журнала Advanced Science. По информации научно-популярного обозревателя The Robot Report, инновационная конструкция способна воспроизводить фундаментальные паттерны манипуляций кисти без использования сложного набора сервомоторов, обходясь всего парой управляющих пневматических каналов.\n\nТрадиционные антропоморфные захваты с жестким металлическим скелетом сталкиваются с серьезными трудностями при адаптации к предметам сложной формы и требуют громоздких алгоритмов контроля усилий в индивидуальных шарнирах. В противовес этому подходу создатели BioflexBot объединили цилиндрическую винтовую пружину из легированной пружинной стали, эластичную ограничительную оболочку из термопластичного полиуретана TPU и простую пневматическую систему подачи сжатого воздуха.\n\nВарьируя рабочее давление в границах от двух десятых до шести десятых бара в двух подводящих магистралях, манипулятор способен выполнять четыре базовых моторных акта: щипковый захват кончиками элементов, вращательное скручивание, зацепление крюком и плотный силовой обхват. Время полной пневматической активации составляет менее ста двадцати миллисекунд. За счет естественной податливости эластомерного каркаса рука пассивно адаптируется к геометрии удерживаемого объекта, исключая риск раздавливания хрупких стенок стеклянной лабораторной посуды или тонкостенных пластиковых трубок.\n\nМасса собранного концевого эффектора составляет всего сто пятнадцать граммов, что в пять раз легче традиционных моторизованных кистей аналогичного типоразмера. Отсутствие электрических двигателей и открытых зубчатых зацеплений на дистальном конце руки полностью исключает образование искр, гарантируя высокую пожаробезопасность при эксплуатации во взрывоопасных средах с парами горючих растворителей.\n\nКомпактный малошумный компрессорный блок генерирует уровень акустического шума менее тридцати пяти децибел, а термическая стойкость применяемых полимеров сохраняет эластичность захвата при нагреве вплоть до плюс ста тридцати пяти градусов Цельсия. Механический интерфейс быстросъемного типа обеспечивает надежную и легкую стыковку с серийными коллаборативными манипуляторами и запястьями шагающих роботов без использования специализированных переходников.\n\nВ серии практических валидационных тестов авторы подтвердили универсальность архитектуры в трех независимых прикладных сценариях. Первый эксперимент включал бесконтактное проникновение и визуальную дефектоскопию труднодоступного массива лопаток авиационных газотурбинных двигателей в стесненном объеме макета.\n\nВо втором сценарии манипулятор смонтировали на запястный фланец мобильного робота-гуманоида для выполнения типичных хозяйственных поручений, включая открывание тугих дверных ручек, сбор рассыпанных предметов разного калибра и бережную транспортировку сырых куриных яиц. Третье испытание было посвящено автономному проведению химических экспериментов с переливанием реактивов из пробирок и перемешиванием растворов в узких колбах.\n\nУвеличенный диапазон продольного удлинения позволяет захвату BioflexBot глубоко проникать в узкие технологические щели и извлекать детали из труднодоступных полостей, куда не пролезает стандартная жесткая кисть. Циклические испытания на выносливость показали стабильность характеристик после полумиллиона циклов изгиба без признаков усталостного разрушения полимера. Благодаря минимальному числу механических сопряжений себестоимость изготовления такого концевого органа в десятки раз ниже традиционных электромеханических протезов.\n\nУченые планируют перевести текущий лабораторный прототип на полностью автоматизированную платформу с замкнутым контуром оптоэлектронной обратной связи. Разработка открывает дорогу к созданию ультралегких и безопасных манипуляторов для сервисных роботов-помощников и промышленной инспекции без риска нанесения травм человеку.