Уже существуют и более совершенные модели роботов, обладающие своеобразными «органами чувств»— телевизионным зрением, осязанием и слухом. Такие механизмы способны работать с деталями, не находящимися на строго фиксированных местах, могут «дотянуться» до каждой из них.
И, наконец, пока только на столах конструкторов рождаются роботы, способные, например, собрать по чертежу узел из произвольно лежащих перед ними деталей. Более того, они смогут анализировать сложившуюся ситуацию и принимать в ней наилучшие решения.
Современные роботы строятся в основном на принципе использования биомеханических свойств человека и животных. Среди классов этих машин в первую очередь надо остановиться на промышленных роботах, которые могут выполнять практически неограниченное число операций. Все дело в том, как ориентировать подобного робота.
В зависимости от заданной программы робот выполняет те или иные производственные задачи. Программа его работы может быть заранее записана на магнитной или перфорированной ленте. «Обучение» робота можно производить даже в процессе работы. В чем суть такой операции? Человек производит вручную те операции, которые должен выполнять промышленный робот. Все эти движения записываются в программное устройство и в «память» машины.
В основном разрабатываются системы роботов, имеющих в качестве рабочих органов манипуляторы. В отличие от обычного автомата, который создается для выполнения определенной, неизменной операции, манипуляторы—сложные универсальные многоцелевые механизмы. Наиболее распространенный тип таких устройств - это машины, способные выполнять целый ряд операций по заранее составленной «жесткой» программе. Когда, например, отпадает необходимость в какой-то технологической операции, такой робот можно легко перестроить на другую, предусмотренную в его рабочей программе. Но возможны и более «умные» роботы-манипуляторы, которые способны адаптироваться к обстановке и самоперестраиваться на новую программу, на выполнение новых видов работ. Не исключается и своеобразный «полуавтоматический» режим действия такого робота, когда в очень сложных случаях в управление им вмешивается человек.
Робот, в состав которого входит манипулятор, имеет специальный исполнительный механизм, имитирующий руку человека. Полнота имитации различна в зависимости от выполняемой задачи. Более того, «руку» манипулятора по характеру выполняемых движений можно сделать более «богатой», чем человеческая. Допустим, она может вращаться в суставах, двигаться поступательно, изменять длину своих звеньев.
Аналогичные принципы положены в основу конструкции шагающих машин, где в какой-то степени копируются движения ног человека и животных. Установлено, что наилучшей из подобных конструкций следует считать шестиногую. Оказывается, что движение на шести ногах является более совершенным как в смысле устойчивости, так и в смысле возможностей маневрирования.
Возможны и комбинированные машины, которые начинают «шагать», когда нельзя «катиться», а потом снова возвращаются к колесному движению. Установив на таком устройстве специальные реактивные движки, можно научить его и «перепрыгивать» встречающиеся препятствия.
Можно предполагать, что в будущем в конструкциях роботов мы научимся использовать законы движения не только человека, животных и насекомых, как это делается сегодня, но и многих других существ, что будут созданы роботы не только ходящие и катающиеся, но и ползающие и скачущие.
Сегодня трудно еще предвидеть, когда наступит «эра роботов». Но весь предыдущий опыт науки и техники показал, что самые смелые прогнозы, представляющиеся весьма отдаленными, оказывались воплощенными в жизнь гораздо быстрее. Здесь хотелось бы отметить чрезвычайно важную закономерность развития техники, которая вселяет оптимизм. Технический прогресс постоянно ускоряется, то есть непрерывно уменьшается продолжительность того времени, которое лежит между моментом получения первых результатов в научном исследовании и моментом выпуска на их основе промышленного продукта. Причин тому несколько и первая - постоянное увеличение существующего объема знаний. Сама разработка технических нововведений напоминает цепную реакцию, когда каждое изобретение вызывает к жизни несколько новых. Одним из примеров могут служить вибрационные режимы движения и воздействия. Известно, что долгое время на вибрацию смотрели в основном как на вредный эффект, понижающий прочность и надежность машин. В дальнейшем вибрационный эффект стали использовать для транспортирования обрабатываемого материала, разделения его на фракции, сортирования и т. д. Так уже нашли применение вибрационные решета для сортирования и калибровки семян различных сельскохозяйственных культур. Сравнительно недавно осуществлено на практике вибрационное транспортирование зерна с одновременной сушкой, что позволило интенсифицировать этот процесс на 40—70 процентов.
Дальнейшее развитие должна получить теория пространственных механизмов применительно к новым видам автооператоров, роботов, манипуляторов и шагающих машин. Широко внедряться, по-видимому, будут бесступенчатые передачи, позволяющие плавно изменять скорости исполнительных и других механизмов.
До последнего десятилетия техника использовала в основном механизмы, обладающие одной и в редких случаях (в конструкциях механизмов дифференциалов) двумя степенями подвижности. Сейчас все шире применяются механизмы со значительно большим числом степеней подвижности. Это стало возможным благодаря появлению комплексных систем управления, которые обеспечивают движение отдельных звеньев механизмов по более сложным законам.
Современные инженер-конструктор, технолог, исследователь должны в совершенстве владеть методиками и конструирования новых приборов, высокопроизводительных машин, машин-автоматов, автоматических линий, удовлетворяющих высоким требованиям надёжности и точности воспроизведения перемещений рабочего органа и т.д.
При создании сложных машин и особенно машин-автоматов или автоматических линий необходимо, прежде всего, разработать рациональный технологический процесс, в соответствии с которым конструктору и технологу надлежит проектировать отдельные исполнительные механизмы, механизмы управления, специальные устройства для контроля прочности и отбраковки изделий и др.
Машиностроительное конструирование в целом базируется на ряде общеобразовательных, общетехнических и технологических дисциплин. Кроме этого, конструкторская работа в каждой отрасли машиностроения опирается на материал специальных дисциплин данной отрасли. Однако основой всех этих дисциплин является теория механизмов и машин.
Создание новых, более совершенных машин и механизмов требует развития существующих и разработки новых инженерных методов анализа и синтеза их. В решении этих задач важнейшая роль принадлежит теории механизмов и машин.
Таким образом, ТММ является одной из важнейших дисциплин, дающих знания инженеру-машиностроителю для качественного проектирования машин и механизмов.
Список используемой литературы
1. Кореняко А.С. Теория механизмов и машин. Изд. «Вища школа», 1976 г.
2. Кульбачный О.И. и др. Теория механизмов и машин. Проектирование. М., «Высшая школа», 1970 г.
3. Лепихов А.М. (составитель) Академик Артоболевский: Сборник. М.: Знание, 1983 г.
4. Машков А.А. Теория механизмов и машин. Изд. «Вышэйшая школа» Минск 1971 г.
5. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории проектирования и механике машин. М., «Высшая школа» 2002 г.
6. Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1977 г.