Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Mobile Robots' Adaptive Contact Devices with Miniature Ejectors

https://doi.org/10.17587/mau/17.172-177

Abstract

For an effective use of the mobile robotic platforms, moving in extreme conditions on unpredictable surfaces of different quality, there is a trend for designing of the robots with pneumatic devices with adaptation to such types of surfaces. The manipulators and mobile robots usually employ the vacuum grippers with an ejector system. However, they should have a smaller and more efficient design for application in the miniature mobile robots. The process of movement of robots over the vertical surfaces demands a reliable contact with those surfaces. Selection of the ejector's operation mode is important. In this paper the authors consider a discrete-step way of the robots' movement and techniques of a reliable contact with the surfaces by means of an ejector. The authors also analyze the basic schemes of the adaptive pneumatic grippers of the wall climbing robots under extreme conditions with unknown properties and quality of the surfaces of motion, and present the results of their experimental investigations. Experimental studies were aimed at identifying the properties of adaptation of the robots to the microporous structures, automatic shut-off valves with bellows and feedback. The calculated ratios for assessment of the pressures in cavities in the vacuum area, as well as a constructive scheme of the adaptive pneumatic gripping devices for the mobile robots, were demonstrated. The results are aimed to ensure maneuverability of the robots moving in extreme conditions on the vertical surfaces and ceilings in the unknown environments.

About the Authors

V. G. Gradetsky
Institute for Problems in Mechanics, RAS
Russian Federation


M. M. Knyazkov
Institute for Problems in Mechanics, RAS
Russian Federation


E. A. Semyonov
Institute for Problems in Mechanics, RAS
Russian Federation


A. N. Sukhanov
Institute for Problems in Mechanics, RAS; Moscow State Technological University STANKIN
Russian Federation


References

1. Longo D., Muscato G. Adhesion techniques for climbing robots: state of the art and experimental consideration // Proc. of 11th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots (CLAWAR-2008), 08-10 September 2008, Coimbra, Portugal.

2. Luk B., Collie A., Billingsley J. Robug II: An intelligent wall climbing robot // Proc. IEEE Int. Conf. Robotics and Automation. 1991. Vol. 3. P. 2342-2347.

3. Schmidt D., Berns K., Ohr J. Analysis of sliding suction cups for negative pressure adhesion of a robot climbing on concrete walls // Adaptive Mobile Robotics. Proc. of the 15th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots (CLAWAR-2012), 23-26 July 2012, Baltimore, USA. P. 813-820.

4. Illingworth L., Reinfeld D. Vortex attractor for planar and non-planar surfaces. U. S. A. Patent 6.619.922, Sept. 16. 2003.

5. Александров В. Ю., Климовский К. К. Оптимальные эжекторы (теория и расчет). М.: Машиностроение, 2012. 136 с.

6. Александров В. Ю., Климовский К. К. Методика расчета газовых эжекторов с цилиндрической камерой смешения // Теплоэнергетика. 2009. № 8.

7. Аркадов Ю. К. Новые газовые эжекторы и эжекционные процессы. М.: Физматлит, 2001. 336 с.

8. Васильев Ю. Н. Теория сверхзвукового газового эжектора с цилиндрической камерой смешения // Лопаточные машины и струйные аппараты. Вып. 2. М.: Машиностроение, 1967.

9. Соколов Е. Я., Зингер И. М. Струйные аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1989. 352 с.

10. Успенский В. А., Кузнецов Ю. М. Струйные вакуумные насосы. М.: Машиностроение, 1973. 144 с.

11. Градецкий В. Г. Динамические процессы в миниатюрных мобильных роботах с вакуумным контактом к поверхностям перемещения // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4. Ч. 2. С. 104-105.

12. Градецкий В. Г., Фомин Л. Ф. Динамические процессы в системах создания вакуума миниатюрных мобильных роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 9. С. 10-14.

13. URL: www.camozzi.com

14. Дмитриев В. Н., Градецкий В. Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973. 359 с.

15. Попов Д. Н. Нестационарные гидромеханические процессы. М.: Машиностроение, 1982. 238 с.

16. Градецкий В. Г., Князьков М. М., Фомин Л. Ф., Чащухин В. Г. Механика миниатюрных роботов. М.: Наука, 2010. 271 с.

17. Градецкий В. Г., Вешников В. Б., Калиниченко С. В., Кравчук Л. Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Наука, 2001. 359 с.

18. Градецкий В. Г., Рачков М. Ю. Роботы вертикального перемещения. М.: Изд. ИПМех РАН, 1997. 223 с.

19. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Ч. 1: учеб. руководство для втузов. М.: Наука, Гл. ред физ.-мат. лит., 1991. 600 с.

20. Христианович С. А. О расчете эжектора // Механика сплошной среды. М.: Наука, 1981. С. 265-282.

21. Христианович С. А., Рябинков Г. М., Миллионщиков М. Д., Требин Ф. А. Применение эжекторов в газосборных сетях // Механика сплошной среды. М.: Наука, 1981. С. 283-301.


Review

For citations:


Gradetsky V.G., Knyazkov M.M., Semyonov E.A., Sukhanov A.N. Mobile Robots' Adaptive Contact Devices with Miniature Ejectors. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2016;17(3):172-177. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau/17.172-177

Views: 426


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)