Об управлении манипуляционным устройством для подводных работ

Писаренко A.B., Юрчик Ф.Д.

ОБ УПРАВЛЕНИИ МАНИПУЛЯЦИОННЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РАБОТ

С момента появления первых подводных аппаратов с манипуляционными устройствами было разработано множество систем управления. Первыми были разомкнутые системы управления. Развитие техники привело к созданию более совершенных адаптивных систем управления [1]. Такие системы управляют манипуляторами в автоматическом режиме. Недостатком является высокая стоимость и сложность подобных систем. Исследования показали, что для наиболее эффективной работы подводного манипуляционного устройства рационально применение биотехнической системы (БТС) управления. Основным недостатком подобных систем является отсутствие информации о силах, развиваемых исполнительным органом. Таким образом, качество выполняемых работ напрямую зависит от инструментальных возможностей оператора.

При использовании систем двустороннего действия (ДСД) в манипуляционных устройствах подводных аппаратов ожидается повышение качества выполнения операций [2]. Тракт отражения усилия позволяет оператору «чувствовать» воздействия внешней среды и захватываемого объекта, поступающие на исполнительный орган. Важным является тот факт, что оператор получает информацию в интуитивно понятном виде в ограниченной зоне контакта захватного устройства. При работе с объектами, габаритные размеры которых в 1,5-2 раза превышают размеры подводного аппарата, указанное выше обстоятельство существенно увеличивает время производства аварийно-спасательных работ.

В предлагаемом варианте конструкции исполнительным органом является захватное устройство, содержащее несколько многозвенных манипуляторов, расположенных равноудалено от центра масс корпуса подводного аппарата, и системами ДСД будут оснащены все приводы манипуляторов и задающего устройства [3]. Оператор на задающем устройстве (джойстике), кинематически подобном исполнительному органу, ощущает усилия, развиваемые захватным устройством одновременно в нескольких точках относительно центра величины исследуемого объекта. Это должно облегчить работу с хрупкими объектами. В настоящее время указанная возможность особенно актуальна при проведении экологических операций. Например, работы по очистке морского дна от снарядов затонувших военных кораблей, ржавеющих бочек с химическими отходами, деталей самолетов, потерпевших крушение.

Отмеченное выше преимущество поможет формировать необходимое положение манипуляторов при отсутствии визуальной информации об окружающих объектах. Это дает возможность работы в стесненных условиях подводных пещер, затонувших кораблей, а также позволяет расширить использование аппаратов при обследовании оборудования подводных буровых платформ.

Таким образом, применением систем двустороннего действия в манипуляционных устройствах подводных аппаратов удается: повысить качество выполнения аварийно-спасательных операций при поиске затонувших объектов; ускорить проведение работ по захвату и подъему длинномерных или хрупких объектов и объектов произвольной формы, габариты которых больше линейных размеров аппарата. Кроме того, предлагаемое решение позволяет создать более комфортные условия для работы оператора, обеспечить безопасность производства работ, снизить требования к уровню подготовки оператора и, таким образом, повысить эффективность дистанционного управления манипуляционным устройством.

ЛИТЕРАТУРА

1. Подводные роботы. Под общ. ред. B.C. Ястребова. Л.: Судостроение, 1977.368 е..

2. Проектирование следящий систем двустороннего действия / И.Н. Егоров, Б.А. Жигалов,

B.C. Кулешов и др. - Под ред. B.C. Кулешова. - М., Машиностроение, 1980. - 300 е., ил.

3. Писаренко A.B., Юрчик Ф.Д. Разработка необитаемого подводного аппарата для выполнения аварийно-спасательных работ // Технические проблемы освоения мирового океана: Материалы 3-ей всероссийской научно-технической конференции. - Владивосток: Дальнаука, 2009. -

C.101 - 106.