Экспериментальные исследования газодинамических и гидродинамических процессов, происходящих в вакуумных захватных устройствах, функционирующих в различных средах

Экспериментальные исследования газодинамических и гидродинамических процессов, происходящих в вакуумных захватных устройствах, функционирующих в различных средах

Бельченко Филипп Михайлович
м.н.с., Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН), лаборатория робототехники и мехатроники, 119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-7596-9970

Князьков Максим Михайлович
к.т.н., с.н.с., ИПМех РАН, лаборатория робототехники и мехатроники,119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-5863-4079

Остриков Павел Павлович
ведущий программист, ИПМех РАН, лаборатория робототехники и мехатроники,119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0009-0000-7569-1246

еменов Евгений Александрович
к.т.н., с.н.с., ИПМех РАН, лаборатория робототехники и мехатроники,119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-6196-1433

Суханов Артем Николаевич
к.т.н., с.н.с., ИПМех РАН, лаборатория робототехники и мехатроники,119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-4122-492X

Чащухин Владислав Григорьевич
к.ф.-м.н., с.н.с., ИПМех РАН, лаборатория робототехники и мехатроники,119526, Москва, пр. Вернадского, д. 101, к. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 

Индекс УДК: 007.52:621.52

EDN: RTLXAK

Аннотация. В статье экспериментально подтверждается возможность закрепления мобильных роботов на произвольно ориентированных поверхностях в воздушной, водной и смешанной средах с помощью вакуумных захватных устройств. В качестве генератора вакуума в вакуумном захватном устройстве использовался эжектор с диаметром сопла 2 мм, а в качестве полости вакуумирования использовалась присоска с сильфоном диаметром 100 мм. Эксперименты проводились при разных параметрах входного давления эжектора и в разных средах. Были получены характеристики переходных процессов, возникающих в полости вакуумирования, при этом на присоску осуществлялось направленное воздействие с помощью пневматического цилиндра на отрыв. Для проведения исследований был создан полноразмерный экспериментальный стенд, в состав которого входили контрольно-измерительные приборы, позволяющие отслеживать в реальном времени уровень разрежения в полости захватного устройства при воздействии на него пневматического цилиндра. Серия экспериментов в водной среде проводилась на различных глубинах погружения.

Ключевые слова: вакуумные захватные устройства, генератор вакуума, переходные процессы, мобильный робот вертикального перемещения, экспериментальный стенд

Для цитирования: Экспериментальные исследования газодинамических и гидродинамических процессов, происходящих в вакуумных захватных устройствах, функционирующих в различных средах / Ф.М. Бельченко
[и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 13. – № 4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2025. – С. 285-292. – EDN: RTLXAK.

Благодарности
Работы велись при поддержке гранта РНФ № 23-11-00067 (Вакуумные захватные устройства для роботов, эксплуатируемых в воздушной, жидкой и пограничной средах).

Список источников

  1. Исследования надежности сцепления пневматического робота вертикального перемещения с вакуумными захватными устройствами на корпусе судна / И. Л. Ермолов [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2023. – № 4. – С. 40-45. DOI: 10.35211/1990-5297-2023-4-275-40-45.
  2. Адаптивные захватные устройства мобильных роботов с миниатюрными эжекторами // В.Г. Градецкий [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2016. – Т. 17. – № 3 – С. 172-177.
    DOI: 10.17587/mau/17.172-177.
  3. Управляемое формирование вакуума в устройствах сцепления с поверхностями при движении мобильных роботов с аэродинамическим прижимом / В.Г. Градецкий [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2017. – Т. 18. – № 7. – С. 447-452. DOI:https://doi.org/10.17587/mau/18.447-452.
  4. Исследования газодинамических и гидродинамических процессов в полостях и каналах вакуумных захватных устройств / Ф. М. Бельченко [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2023. – № 9. – С. 15-21. DOI: 10.35211/1990-5297-2023-9-280-15-21.
  5. Hydrodynamic design of an underwater hull cleaning robot and its evaluation / Man Hyung Lee [et. al.] // International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering. – 2012, 4. – Pp. 335-352, DOI:10.3744/JNAOE.2012.4.4.335.
  6. Underwater Robotics: Surface Cleaning Technics, Adhesion and Locomotion Systems / Houssam Albitar [et. al.] // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2016. DOI:10.5772/62060.
  7. Design and Control of Underwater Wall Ranging Robot for Inspection of Nuclear Reactor / Park Y.S. [et al.]. // Field and Service Robotics. Conference paper Springer, London. – DOI: 10.1007/978-1-4471-1273-0_38. – Text: electronic.
  8. Динамические процессы в вакуумных контактных устройствах роботов вертикального перемещения в водной среде / В.Г. Градецкий [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2019. – Т. 20. – № 7. – С. 417-421. DOI: 10.17587/mau.20.417-421.
  9. Особенности движения робота-скалолаза в подводной среде / V.G. Gradetsky [et al.] // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2018. – Т. 19. – № 9. – С. 608-611. DOI: 10.17587/mau.19.608-611.

Поступила в редакцию 02.07.2024
Поступила после рецензирования 25.07.2024
Принята к публикации 25.01.2025