4 - 2016

Покоряя новые горизонты

Каждый робот, выпускаемый компанией Ross Robotics, уникален по своим функциональным характеристикам. При этом мало кто догадывается, что все модели состоят из абсолютно одинаковых деталей. Компания Ross Robotics создает уникальные реконфигурируемые роботы, специализирующиеся на выполнении множества разнообразных задач в самых разных областях.

Черпая вдохновение у природы

Упорный, как идущий на нерест лосось; живучий, как броненосец; способный лазать и ползать, как геккон. Он обладает ловкостью шимпанзе при работе с орудиями труда и выдерживает экстремально неблагоприятные условия, словно таракан. Простой, но с большими возможностями — таков перестраиваемый робот от компании Ross Robotics. Он способен выполнять множество задач в самых разных отраслях.

Создание уникальных реконфигурируемых роботов стало возможным благодаря разработке модульной платформы Robosynthesis, ключевые элементы которой соединены универсальным разъемом с поворотным замком. Геометрия данной системы основана на принципе осевого и ортогонального перемещения модулей. Каждый модуль независим, но способен соединяться с одним или несколькими другими модулями в любом направлении и под любым углом. В результате количество вариантов конструкций, которые возможно собрать подобным образом, оказывается безграничным.

От замысла к конструкции с помощью Solid Edge

Идея модульной платформы Robosynthesis зародилась у Филипа Нормана, сооснователя и главного инженера компании Ross Robotics, когда он работал над новым конструктором для детей. Норман рассказал о своей задумке знакомому инженеру, который показал ему систему Solid Edge®. «Это стало настоящим озарением, — вспоминает Норман. — То, что было несбыточной мечтой, вдруг оказалось доступным. Я с большим удовольствием осваивал Solid Edge, открывая для себя новые возможности. Особенно впечатлила легкость и скорость получения 3D­модели из эскиза. Можно собирать детали в большие сборки, создавать библиотеки из них для последующего использования. При изменении одной детали моментально обновляется вся сборка. Я получил возможность разобрать модель на отдельные элементы и начать с нуля. Мне постоянно хотелось воскликнуть: “Эврика!”». Знакомство с Solid Edge и обсуждение с единомышленниками своих идей натолкнули Филипа Нормана на мысль о создании реконфигурируемого робота.

«Я понял, что этот замысел необходимо довести до практического воплощения, и полностью сконцентрировался на нем, — говорит он. — Самой сложной оказалась задача разработки и изготовления узла, обеспечивающего соединение и взаимное вращение модулей».

Простая сложность

Важнейшей частью модульной платформы Robosynthesis стал универсальный разъем из неметаллических материалов, который в дальнейшем был запатентован. Помимо задачи надежного механического соединения модулей, при помощи Solid Edge была успешно решена проблема электропитания.

Система колес, позволяющая роботу передвигаться по любым типам рельефа, — еще одно уникальное изобретение Нормана. Получившая название CLAWWS, эта система, позаимствованная у перепончатых лап утки, позволяет роботу подниматься по ступенькам и двигаться по любой неровной поверхности, например через заросли кустарника. «На подбор нужной геометрии, — отмечает Норман, — ушло немало времени. Однако Solid Edge помог существенно ускорить работу. Я рассматривал один вариант за другим, сохраняя и анализируя каждый. Возможность выбора нужного варианта значительно ускоряла процесс работы. Иногда мне приходилось проектировать в условиях неопределенности и меня покидало вдохновение, но я вновь достигал полной уверенности в том, что создаю, имея возможность легко и быстро вносить изменения и на их основе принимать окончательное решение».

«С появлением синхронной технологии ряд процессов в Solid Edge значительно ускорился, — добавляет Норман. — Задачи, на решение которых раньше уходил целый день, теперь выполняются за пару часов. Временные затраты в целом сократились на 75%».

Черпая вдохновение у природы, Норман позаимствовал идею низкого центра тяжести для повышения устойчивости роботов. Он также «прикрутил» к их конструкции специальный хвост, служащий амортизатором и предотвращающий переворачивание. Модули роботов, создаваемых Ross Robotics, отличаются особой прочностью и надежностью. Детали изготавливаются вакуумной формовкой из различных видов пластика. Пресс­формы фрезеруются на станках с ЧПУ. «Мы применяем пластик, так как более жесткие материалы легко ломаются. К тому же производство пластмасс обходится нам дешевле, — поясняет Норман. — Мы покрываем пластмассу тонким слоем металла вместо изготовления металлических деталей. Такой процесс металлизации применяется также при изготовлении универсального разъема и позволяет создавать прочные, легкие и дешевые детали».

Элегантная и функциональная конструкция

Норман стремился сделать работу с модульной платформой Robosynthesis интуитивно понятной даже для неподготовленного пользователя. При сборке робота не требуются специальные крепежи, все детали защелкиваются между собой, словно элементы детского конструктора. Филип отмечает, что возможность создания в Solid Edge высококачественных фотореалистичных изображений деталей и узлов невероятно облегчает решение задач маркетинга и презентации проектов изделий потенциальным клиентам.

Для Нормана уникальная модульная ­система Robosynthesis — прежде всего результат увлекательной работы. «В атомной физике сам факт наблюдения способен изменить состояние элементарной частицы. А самое тщательное рассмотрение задачи не всегда позволяет получить четкие ответы. Самое главное — выявить пути дальнейшего развития замысла, а это непросто», — утверждает Норман. Развить творческие идеи и организовать эффективный процесс создания роботов наиболее гибким способом ему позволил Solid Edge.

Упорная работа Нормана обеспечила ему целый ряд патентов, а модульная система Robosynthesis вызвала огромный интерес у широкого ряда специалистов. Среди потенциальных областей применения системы — сельскохозяйственные работы, техническое обслуживание важнейших объектов инфраструктуры, разминирование.

«Я стремлюсь создавать изделия высокого дизайна, но наши роботы — это всего лишь наборы деталей. Solid Edge стал нашим основным инструментом в работе над проектом, поскольку эта система предлагает исчерпывающий функционал для конструирования деталей и узлов», — отмечает Филип Норман в заключение. 

САПР и графика 4`2016