Государственной комиссией рассмотрены дополнительные меры по противодействию незаконному обороту промышленной продукции

Первый заместитель Председателя Правительства Денис Мантуров провёл заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции. В мероприятии приняли участие глава Минпромторга Антон Алиханов, глава Минсельхоза Оксана Лут, глава Минтранса Роман Старовойт, а также главы регионов, представители федеральных органов исполнительной власти и бизнес-сообщества. В ...

С 1 марта вступили в силу новые требования по маркировке товаров

С 1 марта в России введена обязательная маркировка средствами идентификации новых товарных позиций: - консервированная продукция из мяса, мясных субпродуктов, овощей и фруктов, а также грибов и ягод; - влажные корма для животных; - медицинские перчатки; - дезинфицирующие средства для поверхностей; - детская одежда, чулочно-носочные изделия, нижнее белье и иные товары легкой промышле...

Новая программа субсидируемого льготного лизинга строительно-дорожной и коммунальной техники начала действовать с 1 апреля

Начала действовать программа льготного лизинга коммунальной и строительно-дорожной техники, разработанная Минпромторгом России и госкомпанией ДОМ.РФ. В качестве одной из ключевых антикризисных мер данный инструмент поддержит отечественных производителей техники, расширит возможности для обновления парка таких машин в субъектах Российской Федерации и стимулирует привлечение частных инвестиций в эко...

31 марта на Камчатке начал работу Международный аэропорт «Петропавловск-Камчатский (Елизово)»

Все межрегиональные и межмуниципальные рейсы с этого дня обслуживаются в современном аэровокзальном комплексе, который был построен компанией «Международный аэропорт Петропавловск-Камчатский (Елизово)» в статусе резидента территории опережающего развития (ТОР) «Камчатка» при поддержке Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ). Использование преференциального режима ТОР и государственны...

Предложения о развитии арктических преференций выдвинули на Международном арктическом форуме

В рамках Международного арктического форума, проходящего 26–27 марта в Мурманске, состоялась сессия «Особый режим: преференции для арктического бизнеса». Участники обсудили меры государственной поддержки инвестиционных проектов в Арктике, проанализировали эффективность действующих преференциальных режимов и представили предложения по их совершенствованию. Особое внимание было уделено возможн...

Минпромторг России прорабатывает дополнительные механизмы поддержки отечественных производителей детских товаров

Заместитель Министра промышленности и торговли Российской Федерации Иван Куликов выступил на пресс-конференции в преддверии XV юбилейного Конгресса индустрии детских товаров, где главной темой станет реализация «дорожной карты» развития отрасли до 2030 года. Иван Куликов сообщил, что на сегодняшний день отрасль представляют около 1,8 тысячи промышленных предприятий. За 2024 год, по экспертным о...

Государственной комиссией рассмотрены дополнительные меры по противодействию незаконному обороту промышленной продукции

Первый заместитель Председателя Правительства Денис Мантуров провёл заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции. В мероприятии приняли участие глава Минпромторга Антон Алиханов, глава Минсельхоза Оксана Лут, глава Минтранса Роман Старовойт, а также главы регионов, представители федеральных органов исполнительной власти и бизнес-сообщества. В ...

С 1 марта вступили в силу новые требования по маркировке товаров

С 1 марта в России введена обязательная маркировка средствами идентификации новых товарных позиций: - консервированная продукция из мяса, мясных субпродуктов, овощей и фруктов, а также грибов и ягод; - влажные корма для животных; - медицинские перчатки; - дезинфицирующие средства для поверхностей; - детская одежда, чулочно-носочные изделия, нижнее белье и иные товары легкой промышле...

Новая программа субсидируемого льготного лизинга строительно-дорожной и коммунальной техники начала действовать с 1 апреля

Начала действовать программа льготного лизинга коммунальной и строительно-дорожной техники, разработанная Минпромторгом России и госкомпанией ДОМ.РФ. В качестве одной из ключевых антикризисных мер данный инструмент поддержит отечественных производителей техники, расширит возможности для обновления парка таких машин в субъектах Российской Федерации и стимулирует привлечение частных инвестиций в эко...

31 марта на Камчатке начал работу Международный аэропорт «Петропавловск-Камчатский (Елизово)»

Все межрегиональные и межмуниципальные рейсы с этого дня обслуживаются в современном аэровокзальном комплексе, который был построен компанией «Международный аэропорт Петропавловск-Камчатский (Елизово)» в статусе резидента территории опережающего развития (ТОР) «Камчатка» при поддержке Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ). Использование преференциального режима ТОР и государственны...

19 Марта 2010

Исследование анизотропности трения упоров внутритрубного микроробота

Исследование анизотропности трения упоров внутритрубного микроробота

В.Г. Чащухин
Учреждение Рoccийcкoй академии наук
Инcтитут прoблем механики им. А.Ю. Ишлинcкoгo РАН

В Лабoратoрии рoбoтoтехники и мехатрoники Инcтитута прoблем механики РАН coздан внутритрубный миниатюрный рoбoт (риc. 1) [1] c вoзмoжнocтью реверcивнoгo перемещения, предназначенный для диагноcтики труб малого диаметра. Механичеcкая cиcтема робота cоcтоит из двух модулей (риc. 2): модуль 1, cнабженный переключающимиcя скользящими упорами; модуль 2 – маршевый электромагнитный двигатель, шток которого соединен с модулем 1 посредством гибкой связи. Электродвигатель, установленный в корпусе модуля 1, осуществляет выдвижение нужной группы лепестков упора, ориентированных под определенным углом к поверхности трубы, что позволяет роботу двигаться в желаемом направлении. Скользящие упоры в данной конструкции позволяют перемещаться со скоростью до 7 см/с в резонансном режиме работы маршевого двигателя [2] и при этом не повреждают стенки трубопровода. При периодическом включении и выключении обмотки соленоида маршевого двигателя происходит втягивание штока, выталкиваемого пружиной. Продвижение робота происходит в том направлении, в котором наклонены лепестки упоров. Основным недостатком такой системы является малая грузоподъемность. Ниже представлены методы повышения грузоподъемности робота путем повышения анизотропности трения [3] при движении робота.

Рассмотрим каждый лепесток упора, с наноструктурированным адгезионным материалом на контактной площадке, как упругую цилиндрическую балку (рис. 3). Оценим величину различия сил трения при скольжении лепестка вдоль и против наклона. Введем продольный и поперечный коэффициенты его упругости:
,где L — длина, R — радиус, E — модуль Юнга.
Отношение коэффициентов жесткости обозначим посредством Пусть P - сила упругого сжатия лепестка при отсутствии движения робота. Смещение торца лепестка перпендикулярно поверхности трубы





Если на торце, скошенном под таким углом, что при скольжении назад торцевая площадка полностью соприкоснется с поверхностью трубы, расположить ворсистый адгезионный материал, прилипающий с силой Fадг,, то отношение сил трения при скольжении против ворса и по ворсу:
Рис. 1. Внутритрубный микроробот.
Рис. 1. Внутритрубный микроробот.

Рис. 2 Внутреннее устройство робота
Рис. 2 Внутреннее устройство робота

Рис. 3. Изгиб лепестка упора
Рис. 3. Изгиб лепестка упора


Рис. 4. Зависимость отношения сил трения от угла наклона лепестков упора роботаЗависимость показана на рис. 4 (верхняя кривая), зависимость F2/F1, при отсутствии адгезии, представлена нижней кривой.

Оценим величину силы адгезии, которой обладает ворсистый материал, расположенный на контактных площадках лепестков-упоров. Ворсинки будем рассматривать как упругие цилиндрические балки. Расстояние от кончика ворсинки до уровня z = 0 обозначим D . Тогда вероятность того, что z попадет в промежуток ( D,∞) равна,
здесь - плотность вероятности для нормального распределения с математическим ожиданием равным нулю и дисперсией d - среднее значение абсолютных величин высот шероховатостей поверхности. Величина сжатия ворсинки Δ = z − D (рис. 5).
Рис. 4. Зависимость отношения сил трения              
  от угла наклона лепестков упора робота                    
Количество контактирующих ворсинок
Сила адгезионного притяжения одной ворсинки (коэффициент 3/2 взят для ДКР модели адгезии [5]).

Сила отталкивания от поверхности, возникающая в материале, сложится из сил упругости, возникающих в контактирующих с поверхностью ворсинках. Средняя сила отталкивания, отнесенная к произведению количества ворсинок на силу адгезии для одной ворсинки:

Сила адгезионного притяжения материала сложится из сил притяжения контактирующих ворсинок

Зависимость безразмерной разности силы упругого отталкивания и силы адгезии, от расстояния D и шероховатости d при l=10мкм, R=0.2мкм, θ=43°,ГПа представлена на рис. 6.

В работе исследовано явление анизотропности трения упругих скользящих упоров внутритрубного микроробота. Определен наилучший угол наклона упоров, соотношение их геометрических размеров и характеристики материала, из которого они изготовлены, обеспечивающие увеличение грузоподъемности робота. Исследован механизм взаимодействия с поверхностью адгезионного наноструктурированного материала, который может применяться на контактных площадках упоров, обеспечивая дополнительное повышение грузоподъемности.                   
Рис.5. Контакт ворсинок с твердой шероховатой поверхностью Рис. 6 Зависимость безразмерной силы взаимодействия ворсинок с поверхностью от расстояния до нее и ее шероховатости
         Рис.5. Контакт ворсинок с твердой
       шероховатой поверхностью
                     Рис. 6 Зависимость безразмерной силы
                 взаимодействия ворсинок с поверхностью от
                      расстояния до нее и ее шероховатости

Литература

1. Gradetsky V., Solovtsov V., Kniazkov M., Rizzotto G., Amato P. Modular design of electro-magnetic mechatronic microrobots // Proceedings of the 6-th International Conference CLAWAR 2003, Catania, Italy, 2003. Р. 651–658.
2. Чащухин В.Г. Моделирование динамики и определение управляющих параметров внутритрубного миниробота // Теория и системы управления. 2008. № 5. С. 142–147.
3. Чащухин В.Г. Сухой адгезионный материал для схватов в робототехнике // Наномикросистемная техника. 2009. № 2. С. 13–18.
4. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) // М.: Наука, 1974. С. 575.
5. Israelachvili J. Intermolecular and surface forces. 2nd ed. Academic Press. London. 1992.

Источник: Сборник тезисов докладов участников Второго международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий.

Кол-во просмотров: 15432
Яндекс.Метрика