автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Удерживающие и захватные системы роботов-стеноходов

На правах рукописи

СКВОРЦОВ Владимир Юрьевич

те

УДЕРЖИВАЮЩИЕ И ЗАХВАТНЫЕ СИСТЕМЫ РОБОТОВ-СТЕНОХОДОВ

Специальность 05.02.05 - роботы, манипуляторы и робототехнияеские системы

Ав т ореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена на кафедре "Автоматы"

Санкт-Петербургского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Дьяченко В А.

Официальные оппоненты: доктор технически« наук,

профессор Елнмелех И.М.

кандидат технических наук, Юдин В.И.

Ведущая организация: ГП Иняжшфно-технсиогаческий цешр городского хозяйства (ИТЦ ГХ) Мэрии Санкт-Петербурга

Защита состоится " 1997 г. в № часов на

заседаний диссертационного совета К.663.38.28 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, I учебный

корпус, ауд. 439.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан "13"

!

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент /4/7 Чесноков Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы днссерташга. Большое количество крупных сооружений, тагах как водонапорные башни, мостовые опоры, химические резервуары, емкости дли нефти и газа, ядерные реакторы, возведенные в различных странах, со временем изнашиваются и начинают разрушаться. Для поддержания их в эксплуатационной режиме требуется периодический технический осмотр и ремонт.

Осуществление работ по техническому осмотру, отбору проб и ремонту традиционно связано с возведением строительных лесов, креплением подвесных платформ и т. п. В определенных случаях такой подход вполне уместен, но часто эти работа связаны с опасными для человек* условиями их проведения и большими расходами. Технический осмотр состояния сооружений и конструкций проводится, как правило, в неблагоприятной окружающей обстановке, что создает высокий уровень риска при выполнении таких работ, включая безопасность обзора, трудность доступа к месту осмотра. Поэтому внимание оператора может быть сосредоточено больше на его безопасности, чем на работе. Условия повышенной радиации вообще затрудняют участие человека в диагностических и ремонтных работах. Статистика охраны труда за период с 1981 по 1985 г. показала, что на мероприятия по текущему ремонту приходится от 34 до 50% количества смертельных несчастных случаев в строительстве (обычно падения с лесов и лестниц).

Альтернативный подход основан на создании мобильных роботов, способных перемещаться по различным поверхностям - вертикальным, наклонным, потолочным, и выполнять указанные операции. Применяя это оборудование, оператор может, находясь на земле, оценить состояние поверхности конструкций высотных сооружений и одновременно провести зондирование бетонных и кирпичных элементов, не контактируя с нами непосредственно. К тому асе подобные устройства, оборудованные видеокамерой, способны выполнять сверление для отбора проб, наносить метки, использовать материалы, которые были бы опасными для человека, покрывать большие поверхности краской или герметикой.

В данном исследовании рассматриваются вопросы удержания робота на наклонной поверхности с помощью вакуумных опорных систем. Эти вопросы особенно актуальны, так как затрагивают основные принципы работы упомянутых устройств и касаются малоизученных задач применения удерживающих систем в качестве подвижных опор робо-

тов-стеноходов, работающих в экстремальных условиям К числу наиболее важных задач исследования относится надежность удержания роботов на неровных поверхностях, исследование процессов нятекания воздуха через неплотности контакта опоры и поверхности.

Данные исследования имеют прикладное значение не только для робототехники, но и для разработки захватных устройств подъемно-транспортного оборудования, в частности, адаптивных вакуумных захватов.

Целью диссертации является разработка научно обоснованных методик инженерного расчета и выбора основных параметров удерживающих систем роботсв-схеноходов в статике и динамике, где основное внимание уделяется вакуумным удерживающим устройствам, работающим на расходную и безрасходную нагрузку при перемещении опорной присоски по неровной поверхности, произвольно ориентированной в пространстве.

Методы исследования. Исследования, приведенные в работе, основаны на использовании физического и параметрического моделирования процессов, законов механики, гидро- и аэродинамики, вакуумной техники. Экспериментальные исследования и обработка данных опирались на теорию планирования эксперимента, методы математической статистики и метрологии. Вычисления в процессе исследований проводились на ЭВМ типа 1ВМРСАТ, а программы записывались на алгоритмическом языке ТигЬо РсжЫ.

Научная новизна. Приведена классификация опор роботов-стено-ходов по различным отличительным признакам. Разработаны математические модели сложной нерегулярной поверхности, турбулентно-вязкостного течения воздуха в стыке уплотнения опоры и кирпичной поверхности, в которой течение происходит по трубкам круглого и прямоугольного поперечного сечения. Представлен метод расчета проводимости кирпичных стен различных стандартов исполнения. Разработана расчетная модель удерживающей системы с целью рационального выбора источника разрежения. Получены экспериментальные данные влияния источника разрежения на характеристики удерживающей системы в начальный период работ и в установившимся режиме при работе на расходную и безрасходную нагрузку. Представлена методика расчета вакуумной удерживающей системы в статике.

Практическая пвткхдт.. Разработана инженерная методика расчета удерживающей силы опоры робога-стенохода, исключающая проведение на стадии проектирования начальных экспериментальных исследований удерживающих систем. Обоснованность моделей подтверждена

данными опытов с учетом погрешностей измерения. Даны практические рекомендации по выбору рада конструктивных параметров опорных систем стеноходов. На основе теоретических и экспериментальных исследований созданы прикладные программы расчета удерживающей системы робота, способного перемещаться по наклонным или вертикальным поверхностям.

Апробация работа щ публикации. Результаты диссертации докладывались на Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие технологии для России" (Санкт-Петербург, 25—27 апреля 1995 г.) и на семинарах кафедры "Автоматы" СПбГТУ.

По теме диссертации опубликованы (в соавторстве): книга "Адаптивные пневмовакуумные захваты и опоры роботов" и статья в журнале "Вакуумная техника и техналопга".

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 140 наименований и приложений. Работа содержит 147 страниц, в том числе 64 рисунка и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации на основе анализа тенденций автоматизации груда, сформулированы цели и задачи работы, изложены методологические подходы к их решению, приведены основные полозсения, выносимые на защиту.

В первой главе основное внимание уделяется научно-техническим проблемам разработки известных удерживающих устройств роботов-сте-ноходов и поиску наиболее перспективных конструктивных решений. Рассматривается общее устройство робота-стенохода. Подчеркивается приоритетное влияние на его эксплуатацию надежности и качества удерживающей системы. Проанализированы способы, с помощью которых робот может удерживаться на свободно ориентированных в пространстве поверхностях. Сделан вывод о наибольшем практическом значении вакуумного способа удержания. Конструктивно этот способ реализуется в виде различных пневмовакуумных захватов. Рассмотрены особенности классификации известных промышленных вакуумных захватов по способу создания разрежения, целевому назначению, конструктивным признакам. Отмечается, что вопросы захвата присосок на поверхностях большой шероховатости или грубой фактуры (рельефа) практически не изу-

чены.

По результатам литературно-патентного обзора выявлены современные тенденции в разработке роботов, способных перемещаться ло вертикальным стенам различных сооружений и наиболее удачные их конструктивные решения. Приведен анализ конструкций вакуумных удерживающих систем и методов их исследований, разработанных в трудах Волкова А.Н., Градецкого В.Г., Деникина Э.И., Дьяченко В А., Крас-нослободцева ВЛ., Рачкоза М.Ю., Шесгогшлова А.А. и ряда зарубежных ученых.

Конструкции роботов рассматриваются в свете классификации схем их движения по поверхности и связи привода перемещения с удерживающей системой. В соответствии с этой классификацией исследуется вакуумное удержание как "подвижное" с непосредственным и опосредованным контактом уплотнения присоски с рабочей поверхностью, "неподвижное" (в случае вакуумных опор робота с шаговым принципом перемещения), перекатное (размещение присосок на гусенице транспортной системы). Проведен анализ основных направлений теоретического и экспериментального исследования вакуумных опор стеноходов. Рассмотрены принципы статической секционной адаптации опор, очувствления опор путем установки датчиков контроля поверхности или давления, совмещения удерживающих к рабочих технологических функций, аппаратной секционной адаптации. Выявлено, что вопросы использования компрессоров в качестве источника разрежения в опорах изучены недостаточно. Дан также обзор экспериментальных стендов для изучения опор мобильных роботов.

Приведен анализ исследований собственно вакуумных явлений при захвате в стыке шероховатых поверхностей (проводимость контакта, потоки воздуха). Сделаны выводы о необходимости исследования условий работы вакуумных опор стеноходов и формулировке требований к ним, изучения газодинамических процессов натекания воздуха в камеру присоски на кирпичной поверхности (как примера поверхности с грубой фактурой). Поставлены задачи разработки методики рационального выбора источника разрежения для надежного удержания робота на поверхности, разработки модели удерживающей системы, ряда экспериментов с вакуумной опорой робота-стенохода в статике и динамике, разработки инженерной методики расчета удерживающих систем.

Вторая глава посвящена анализу особенностей работы вакуумных присосок роботов-стеноходов и разработке математической модели удер-

живающей системы.

Во время работы стенохсд перемещается по отвесной или потолочной поверхности с целью выполнения определенных технологических операций. Рассматривается специфика требований к вакуумной удерживающей системе, состоящей из подвижной опоры и источника разрежения.

Представлен силовой расчет опорной присоски для статического а динамического случаев работы, учитывающий реальные условия силового нагружения и угол наклона стены относительно вертикали р.

Из системы уравнений равновесия определяются реакции, действующие на опору.

Изучено силовое взаимодействие робота с колесным приводом г опорной поверхностью при его перемещении по вертикальной стене. Устройство оснащено колесным приводом. Дополнительно введен угод уг отклонения от вертикального перемещения и учтена сила ветровой нагрузки Рг Направление перемещения совпадает с направлением действия движущей силы Р^. В этом случае на устройство дополнительно действуют силы Ры и Рю - инерционная сила.

Записаны условия равновесия для расчетной схемы.

Сформулированы условия опрокидывания относительно опор робота и и бокового опрокидывания.

Показано, что в большинстве случаев, действующую на робот ветровую нагрузку и др. можно учесть специальным коэффициентом запаса е . Тогда в упрощенном виде сумма всех сил отрыва выражается формулой Р=е в.

Найдено выражение для определения эффективной площади присоски при работе робота на вертикальной поверхности

^ г ¿-¿(м Ар),

где Ар=р0~ р^ р0 - атмосферное давление; ра - абсолютное давление в камере опоры; р - коэффициент трения.

Для надежного удержания сгенохода на поверхности требуется постоянная откачка воздуха из объема рабочей камеры присоски.

Предложена математическая модель работы вакуумной опорной присоски робста-сгенсхода. Для определения потока натекания воздуха оценены геометрические параметры контакта. Изучены основные источники подсоса воздуха в камеру присоски: микропоры и микротрещины на поверхности контакта (например, на растворе и кирпичах); впадины, выступы и швы кирпичной кладки; макронеровности вследствие криво-линейносги, неплоскостности поверхности. Проанализировано натека-

ние воздуха через материал самой стены. Октао 83% объема натеканкя вызвано микропорами и трещинами в стыковых швах кирпич-раствор. Предложено учитывать расход воздуха, вызванный пористостью стен, с помощью специальной диаграммы.

В исследовании перемещения вакуумной опоры по кирпичной стене основное внимание обращается на впадины, выступы и швы, не перекрываемые уплотнением присоски.

Приведен анализ возможностей использования основных уравнений газостатики и газодинамики в построении модели опоры. Модель имеет универсальный характер в отношении формы и размеров каналов. В отличие от микроканалов формы и размеры шовных каналов натека-ния можно описать математически с достаточной степенью точности. При приближенном рассмотрении процессов течения газа принимается, что проводимость трубопровода не зависит от его расположения среди других элементов. Тоща общий поток (? вычисляется как сумма потоков для каждого из параллельно соединенных каналов.

В качестве критерия оценки перехода течения газа в турбулентный режим используется число Рейнольдса Не. При турбулентном режиме перепад давления ф на участке трубы длиной ¿1 записан с помощью формулы Дарен. При этом обоснована возможность применения в расчетах турбулентного режима "гидравлического" диаметра канала нате-кания.

Приведен анализ формул расчета коэффициентов сопротивления. Показано, что в данном исследовании в большинстве случаев трубопроводы, образованные уплотнением присоски, являются короткими.

Потерн на трение в случае короткого канала натекания и гладких сопрягаемых поверхностей значительно меньше потерь на входе и выходе, поэтому иногда имеет смысл учитывать только суммарный коэффициент местных сопротивлений ££ при М). Предложены формулы для расчета расхода и потока воздуха с учетом ££.

Канал натекания, образованный уплотнением присоски и кирпичным швом, с большой вероятностью относится к трубе с неравномерной шероховатостью. Приведены условия, при которых трубы с равномерной и неравномерной шероховатостью считаются гидравлически гладкими. Рассматривается также ламинарный режим.

Разработана упрощенная турбулентно-вязкостная модель воздушного натекания в камеру присоски для стационарного режима.

На рис. 1 представлена схема робота-стенохода с вакуумной удерживающей системой и колесным приводом. Вакуумная удерживающая

система состоит из одной большой круглой присоски с уплотнением по периферии и непосредственно установленного на ней бортового вакуумного насоса.

Сформулирована задача рационального выбора источника разрежения. Использовано основное уравнением, описывающее процесс откачки

(^агОгб.).

где (2д - газ, десорбирующийся с поверхности; б, - газ, проникающий в камеру извне; - поток, поступающий из насоса назад в откачиваемую систему. Так как система работает в условиях низкого вакуума с значительным преобладанием С?„, учет десорбции газа (¿1 не имеет смысла.

Физическая модель состоит из присоски (рис. 1) с уплотнением по периферии, воздухоотсасыважнцего агрегата, поверхности кирпичной стены с известными размерами и типом кладки. На расчетной схеме ухаза-

ны реальные размеры относительно принятого начала координат.

Основными источниками натекания воздуха в вакуумную камеру присоски на кирпичной кладке являются впадины, выступы и швы кирпичной кладки, не перекрываемые уплотнением присоски. Предполога-ется, что конструкция присоски обеспечивает ее адаптацию к макроне-ровносгам. Рассмотрены основные предположения и допущения, на которых основывается разработка упрощенной модели для определения катекания.

Вся расчетная часть модели реализована в виде программы определения натехания в полость вакуумной опоры UniMalhS, написанной на языке Turbo Pascal.

Упрощенная схема модели вакуумной удерживающей системы представлена на рис. 2. До установления в вакуумной системе предельного давления при неподвижной присоске имеет место нестационарный режим и расчеты системы существенно усложняются. Рассматриваемая система состоит из л-го числа трубопроводов натекания, резервуара и насоса. В месте соединения каналов вакуумной системы находится непосредственно камера вакуумной присоски, где происходит накопление газа. Количество забираемого насосом таза за то же время должно равняться уменьшению его содержания в камере с учетом натекания по каналам:

где рн - суммарное количество газа, забираемое насосом за

время t в случае, если камера присоединена непосредственно к насосу; Бк - быстрота откачки насоса; ря - впускное давление; Ук - приведенный объем камеры присоски; рк - давление в камере; ¿<2/<# - количество газа, поступающего через каналы натекания за время I

Точный метод решения уравнения откачки основан на решении линейного дифференциального уравнения с использованием интегрирующего множителя. Предлагается следующая формула для нахождения общего интеграла

В качестве приближенного метода расчета в случае квазистацио-

Vrt - v щ'к ,

тт Фк , dQi

канал натехания

Рис. 2. Упрощенная физическая модель бахуумной удерживающей системы.

нарного немодекулярноого режима можно использовать уравнение откачки, представляя зависимости всех давлений р1 и потоков газа в трубопроводах (2, от времени в виде степенных рядов по переменной * (время откачки) следующим образом:

№

где / - индекс, обозначающий номер узда или канала системы;} -индекс и показатель степени в степенном разложении функций в ряд по /; Ау - коэффициенты разложения в ряд давления в узле / по степеням 1 Тотда

№

где В^ - коэффициенты разложения в ряд количества протекающего газа по степеням £

Основное уравнение откачки преобразовано введением в него разложений р, и <2Г

Расчеты, выполненные на представленной модели показали, что уровень давления в опоре не постоянен и может пульсировать в значн-

тельных пределах, определяемых геометрией контакта уплотнения н поверхности в случае их высокой плоскостности. Изменение удерживающей силы оказывает сильное воздействие на величину силы трения, которая также изменяется. Случай фиксирования времени перемещения опоры и ее скорости с одновременным определением текущего давления в камере особенно интересен, но требует совместного решения уравнений движения и откачки.

В третьей главе рассматриваются вопросы экспериментальных исследований вакуумной опорной системы робота-сгенохода.

Цель исследования - подбор нсточниха вакуума с такими параметрами, при которых натекание воздуха через уплотнение присоски перекрывается сопротивлением уплотнения и/или быстротой откачки насоса, чтобы обеспечить надежное удержание стенохода на поверхности.

В случае перемещения присоски по неровной поверхности следует также учитывать ограничение на скорость передвижения системы при выбранном источнике и реальном трении скольжения. При этом должны одновременно соблюдаться следующие два условия:

и ОеОаР>1)еШ1Р19,

где - быстрота откачки насоса; <5^ - эффективная быстрота откачки камеры присоски; Б, - быстрота натекания воздуха в камеру присоски (параметр характеристики сети); ¡кИаР - перепад давлений между атмосферой и вакуумной камерой; ВеНаР^ - предельно допустимый перепад давления. К приведенным условиям следует добавить условия, полученные из силового анализа опоры.

Выбран метод определения характеристик воздухоспсасывающих агрегатов. Найдена кривая зависимости быстроты откачки насоса от давления Яр=/{р). На основе оценочных экспериментов сделан вывод о достаточной степени точности измерения расхода и давления с относительной погрешностью 2—4%.

Для исследования воздухоотсасывающего агрегата была разработана экспериментальная установка. Объем откачиваемой камеры составляет К4=63 л. На установке исследовались два серийно выпускаемых воздухоотсасывающих агрегата; насос центробежного типа ЭП-2 мощностью 475 Вт и с частотой вращения 12400 об/мин; агрегат АП-1000-2К мощностью 1000 Вт. Для регистрации результатов исследования использован осциллограф. В качестве датчика давления использовался датчик ДД—6 индуктивного типа.

Представлены результаты серии измерений быстроты откачки 5 как

ve

<c

a

12 10

§ 6

4

2

~Т1 пг~ . Ill пг

ч ■ V 1 Г

н fi VI

'"'■is. >Н r it 1---«г» к /г

* * * '»* а < (t ж ,' V '

X

---b="l uu (расчет, Q*=9

л/с)

350 450 550 650 X0, ям (Y0*const=270)

750

■ b=l мм (расчет, Q=20 л/с)

b*=2 мм (расчет, Q=20 л/с)

■ b=3 мм (расчет, Q=20 л/с)

b=l мм (1 эксперимент, ЭП-2)

Ь=>1 мм (2 эксперимент, ЭП-2)

Рис. 3. Зависимость перепада давлений в камере присоски робота-стенохо-

да от горизонтального перемещения по координатной прямой у=270 №9=350...750, при постоянной расходе 6=20 л/с, Я7=175 мм, R2= 197.5 мм, ширина шваа=10 мм, глубина шваЬ=1; 2; 3 ми, объем камеры присоски Vk=& л).

функции р. Оценены погрешности измерения в виде полос неопределенности значений.

Проверена модель удерживающей системы для определения зависимости перепада давлений в камере присоски от горизонтального (рис. 3) и вертикального квазистационарного перемещения. На макете фрагмента кирпичной стены, геометрические параметры которой соответствуют размерам, принятым при разработке математической модели, помещалась круглая в плане опора с объемом камеры л и установленным на ней откачным агрегатом.

Полученные зависимости при горизонтальном и вертикальном перемещении показывают значительное уменьшение уровня давления с увеличением высоты шва между кирпичами и носят периодический характер, определяемый регулярностью кирпичной кладки, что хорошо соответствует полученным ранее расчетным зависимостям.

Проведенные исследования позволили установить реальные величины верхнего и нижнего уровней разрежения в вакуумной камере, необходимого для надежного удержания робота на кирпичной стене. Для агрегата ЭП-2 данные величины составили /^=6 кПа и р1плп,=3 кПа, а д ня агрегата АП-1000-2К - сотвепсгвенно 14 и 9 кПа.

Из экспериментальных данных следует, что относительные изме-

х

ж

нения нормального усилия при перемещениях по кирпичной стене могут достигать 30—50% от максимального уровня. Предложены пути уменьшения влияния этого неблагоприятного фактора на работоспособность робота. Представленные опытные данные позволяют утверждать, что расчетные зависимости с достаточной степенью точности совпадают с экспериментальными.

Исследованы также динамические характеристики течения газа в вакуумной опоре при ее неподвижном положении и при работе на расходную нагрузку. При этом строилась полная кривая откачки от пуска двигателя до достижения установившегося давления в камере опоры. Для исключения влияния переходных процессов электрического двигателя на переходные процессы, происходящие в самой вакуумной камере, использовалась задвижка, разъединяющая воздухозаборный агрегат и камеру.

Представлены результаты исследований переходных процессов в вакуумной системе, оборудованной различными агрегатами. Сравнительный анализ осциллограмм позволил установить, что время переходных процессов во всей системе на порядок больше времени переходных процессов, происходящих непосредственно в вакуумной камере. Показано, что быстротечность процессов в вакуумной камере определяется именно производительностью агрегата и прямо пропорционально ей.

Характер кривой переходного процесса для вакуумной камеры изменяется с появлением переизбыточного уровня разрежения в начале процесса по отношению к установившемуся значению давления в его конце. Таким образом, в начальный момент времени процесс откачки по производительности опережает процесс натекания воздуха в камеру через неплотности контактной зоны.

Отмечается, что для уменьшения полосы неблагоприятного изменения давления, имеющего место при движении системы по поверхности стены, необходимо увеличивать объем рабочей камеры присоски, а для увеличения скорости откачки воздуха из нее следует уменьшать этот же объем. Предлагаются пути разрешения этого противоречия.

Четвертая глава посвящена вопросам разработки методики расчета и рекомендаций по проектированию вакуумных удерживающих систем транспортных роботов. Представлена инженерная методика расчета вакуумных опорных систем стеноходов и рекомендации по ее практическому использованию. Расчет вакуумных опорных систем включает в себя вычисления условий работоспособности опоры. Вычисление удерживаю-

щей силы основано на расчете давления разрежения в опоре при заданных условиях состояния поверхности, по которой перемещается робот. Используются разработанные расчетные программы. Решается вопрос о выборе требуемого откачного агрегата.

Предложены конструкции вакуумных присосок робота-стенохода дая надежного удержания на кирпичной стене. Показано, что выбор способа перемещения робота должен предшествовать решению вопроса о конструкции вакуумной присоски.

Предложено решение задачи снижения трения скольжения уплотняющего элемента вакуумной присоски путем создания конструкции удерживающей системы с опосредованным контактом уплотнения и малыми потерями на трение. Приведенные результаты исследований использованы при разработке экспериментального образца робота-сге-нохода, созданного на кафедре "Автомата" СПбГТУ при участии автора в рамках научно-технического сотрудничества с Портсмутским техническим университетом (Великобритания). Приведены технические характеристики робота и его устройство.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные результаты, полученные в данной работе, формулируются следующим образом:

1. Обоснована актуальность создания роботов-стеноходов для автоматизации работ, проводимых на стенах зданий и сооружений в опасных для человека условиях.

2. Выполнен анализ известных технических решений роботов-сге-ноходов. Классифицированы основные способы н принципы конструктивного построения удерживающих систем. Изучены методы и средства их экспериментального исследования.

3. Сформулированы основные научно-технические проблемы и задачи исследования захватных и удерживающих систем стеноходов, обеспечивающих надежное удержание и передвижение по свободно ориентированным в пространстве поверхностям. В результате анализа известных технических решений и патентов установлены основные тенденции разработки и исследования стеноходов и их удерживающих систем.

4. Разработана теоретическая модель вакуумной удерживающей системы робота. Выполнен анализ воздействия нагрузок на робот в целом и

его опору. Исследованы процессы натекания атмосферного воздуха в камеру присоски в турбулентном и вязкостной режиме течения. Получена модель контакта "присоска-стена". Предложена расчетная схема для оценки давления в камере присоски в статике и динамике. На основе полуэмпирической модели составлен алгоритм и написана программа расчета, которая мажет быть положена в основу экспертной системы по выбору средств откачки удерживающих систем сгеноходов.

5. Выполнено исследование способов оценки характеристик возду-хоотсасывахнцих агрегатов и экспериментальных установок. Проведены экспериментальные исследования удерживающей системы и огкачных агрегатов. На основании результатов экспериментов произведена проверка модели опорной системы и сделан вывод ° достаточной степени ее соответствия опытным данным. Оценена точность полученных результатов.

6. Предложена общая методика проверочного и проектировочного расчета вакуумных удерживающих систем робсггов-стеноходов. Приведены рекомендации по ее использованию. Даны также рекомендации по конструкции вакуумной присоски.

7. Полученные результаты теоретического и экспериментального исследования использованы при проектировании экспериментального образца робота-стенохода "ИНПО" в рамках научно-технического сотрудничества с Портсмутским университетом.

8. Получен рад практических рекомендаций по проектированию роботов для перемещения по кирпичным стенам.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дьяченко В А., Краснослобсдцев В Л., Схворцов В.Ю. Исследование вакуумной удерживающей системы робота-стенохода // Вакуумная техника и технология, том 6, №2, 1996.- с. 34-38.

2. Краснослобсдцев ВЛ., Скворцов В.Ю. Адаптивные пневмовакуумные захваты и опоры роботов. - С.-Петербургский технический университет. СПб., 1996. - 100 е.: ил.

3. Транспортные роботы для обработки произвольно ориентированных в пространстве поверхностей /Краснослобсдцев В-Я., Дьяченко В .А., Волошин СБ., Скворцов В.Ю. // Инновационные наукоемкие технологии для России: Часть 4. Тезисы докладов (материалы научн.-техн. кзонф.) / С.-Петербург, СПбГГУ, 1995, с. 3.