В данной статье описывается процесс разработки наиболее эффективной для применения в робототехнике конструкции искусственного шарового шарнирного сустава. Критерием эффективности является отношение числа степеней свобод к энергозатратам на движение. Приводится анализ существующих искусственных и естественных суставов, а именно: суставов млекопитающих, эндопротезов и применяемых в робототехнике различных типов шарниров (одноосных, двуосных). В результате анализа были выявлены достоинства и недостатки существующих конструкций. Было решено создать такой сустав, который сочетал бы в себе основные преимущества всех рассмотренных вариантов. За основу был взят эндопротез, применяемый в медицине. Медицинский сустав обладает наибольшей подвижностью и имеет три степени свободы. Такие эндопротезы изготавливаются из дорогостоящих материалов, поэтому экономически нецелесообразно использовать их в робототехнике. Чтобы минимизировать затраты, для производства деталей использовалась технология послойной 3D-печати ABS-пластиком. Для обеспечения износостойкости пластиковых деталей в процессе эксплуатации сустава было решено заполнить сустав веществом, подобным синовиальной жидкости. Разработанный прототип обладает высокой подвижностью и простотой актуации, что делает его пригодным для выполнения широкого круга задач.
Захаров И.А., Устюгова И.Н., Попова Т.С. Разработка искусственного сустава для применения в робототехнике // Сборник научных трудов НГТУ. – 2017. – № 4 (90). – С. 21–32.
Zakharov I.A., Ustyugova I.N., Popova T.S. Razrabotka iskusstvennogo sustava dlya primeneniya v robototekhnike [The development of a joint, is most effective for use in robotics]. Sbornik nauchnykh trudov Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Transaction of scientific papers of the Novosibirsk state technical university, 2017, no. 4 (90), pp. 21–32.
Захаров Илья Александрович