Основные требования к выполнению работ

Требования к конструкции СГКМ:

Манипулятор должен обеспечить захват грузов до 300 кг, с возможностью доставки груза на космическую станцию;

Манипулятор должен иметь не менее 6 вращательных степеней свободы;

Максимальная скорость с грузом 6 см/сек, без груза 15 см/сек;

Точность позиционирования 7 см;

Рабочая зона — сфера диаметром 20 м;

Манипулятор должен иметь лепестковый схват с возможностью электроадгезии;

Требования могут быть уточнены в ходе проработки технических решений по его подсистемам.

Информационный поиск

В данное время существует множество патентов и изделий по тематике. Приведем некоторые из них, для того, чтобы определиться с обликом робота и его характеристиками, взяв за основу базовые технологии, которые были использованы в проектировании и построении данных моделей манипуляторов.

Канадарм2 (англ. Canadarm2) — мобильная обслуживающая система (робототехнический комплекс и связанное с ним оборудование), находящаяся на МКС. Выполняет ключевую роль при сборке и обслуживании станции: перемещает оборудование и материалы в пределах станции, помогает космонавтам работать в открытом космосе и обслуживает инструменты и другую полезную нагрузку, находящиеся на поверхности станции. Космонавты проходят специальный тренинг работы на Канадарм2. Был запущен в 2001 году.

В мобильную обслуживающую систему входит рука, называемая Space Station Remote Manipulator (SSRMS), в переводе на русский — «дистанционный манипулятор космической станции», Mobile Remote Servicer Base System, а также Special Purpose Dexterous Manipulator («Гибкий манипулятор специального назначения»), известный также как Декстр. Система может перемещаться по рельсам, расположенным на ферменных конструкциях с помощью тележки мобильного транспортёра.

Мобильная обслуживающая система спроектирована и произведена компанией MDA Space Missions (ранее называемой MD Robotics, а ещё ранее SPAR Aerospace) как вклад Канадского космического агентства в МКС. Её параметры указаны в таблице 1.

Таблица 1.

Рисунок 1. Канадарм 2 (Canadarm 2).

Shuttle Remote Manipulator System (в переводе: дистанционно управляемая система манипулирования), более известный как Канадарм(англ. Canadarm) — роботизированные манипуляторы первого поколения, созданные Канадским космическим агентством. Использовались на шаттлах для перемещения грузов в космосе. Всего было построено 5 таких манипуляторов. Ниже приведена таблица 2 сравнения манипуляторов Canadarm и Canadarm 2.

Таблица 2.

Рисунок 2. Канадарм (Canadarm).

DEOS DLR Manipulator — Немецкая система манипуляторов для решения задач увода аварийных спутников с орбиты с целью уменьшения неконтролируемых спутниковых орбит. Ниже, в таблице 3, представлены характеристики манипуляционной системы.

Таблица 3.

Рисунок 3. DEOS DLR.

ETS-VII (Engineering Test Satellite VII) / Kiku-7 — спутник для проведения испытания космических роботов и демонстрации беспилотных орбитальных маневров и задач обслуживания (методы сближения и стыковки) В состав спутника входит Robot arm system. Его параметры указаны в таблице 4.

Таблица 4.

Рисунок 4. ETS-VII (Kiku-7).

Japanese Experiment Module Remote Manipulator System — манипулирующая система, созданная для обеспечения обслуживания Kibo’s Exposed Facility (EF).

Данная система состоит из двух манипуляторов — «The Main Arm (MA)» и «Small Fine Arm (SFA)» — главного манипулятора и маленького «хорошего» манипулятора.

Каждый манипулятор, как главный, так и маленький, имеют по 6 степеней свободы, таким образом, обеспечивается большое количество степеней свободы и реализованы человекоподобные движения. Для управления JEMRMS осуществляется с помощью the JEMRMS Console. Для визуального контроля управления на обе руки установлены камеры видеонаблюдения.

С помощью этой системы команда EF может перемещать грузы, а так же проводить орбитальные замены устройств. Десяти метровый главный манипулятор справляется с большими грузами, а маленькая — соответственно с маленькими предметами.

JEMRMS рассчитан на более чем десять лет службы на орбите. Поэтому имеет JEMRMS взаимозаменяемые компоненты на случай неисправностей. Манипуляторы можно будет починить с помощью внутри аппаратных или вне корабельной деятельности. (Главную руку можно отремонтировать только при вне корабельном ремонте). Параметры с-мы указаны в таблице 5.

Таблица 5.

Рисунок 5. JEMRMS.

Main Arm (Главный манипулятор) В состав главного манипулятора входят — 3стрелы, суставные сочленения, телекамеры, блок PTU, фонарь, и конечный актуатор (схват). Оператор управляет главным манипулятором с помощью изображения выводимого с камеры на консоль управления.

Small Fine ARM.

В состав маленького манипулятора входят некоторые электронные блоки, стрелы, суставные сочленения и конечные акутаторы — инструменты, телекамеры.