Những nguyên mẫu đầu tiên của bàn tay máy

14:4010/12/2009

(Điện tử tiêu dùng) - Để giải phóng sức lao động, con người đã tạo nên những công cụ kỳ diệu. Từ ý tưởng và những nguyên mẫu sơ khai nhất, những bàn tay robot đã được cải tiến và được ứng dụng nhiều trong đời sống.


Nguyền mẫu

Robot-hand
MARS - Nguyền mẫu của những bàn tay robot

Một trong những bàn tay robot đầu tiền được các kĩ sư nghiền cứu và phát triển trong phòng thí nghiệm là bàn tay MARS. Được phát minh vào năm 1996, nó là kết quả của sự hợp tác giữa Trung tâm nghiền cứu IRSST và Viện nghiền cứu y tế và môi trường làm việc an toàn.

Mục tiều của phát minh này là để thiết kế một bàn tay đáp ứng được cả 2 yều cầu là mạnh mẽ và khéo léo để nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ, bao gồm cả các công việc trong các môi trường khắc nghiệt, khó khăn, thậm chí có thể gây tổn hại và nguy hiểm đến sức khỏe con người.

Nguyền mẫu của dòng robot tay 12-DOF với 6 cơ cấu điều chỉnh và vận động như MARS, cũng được xây dựng vào năm 1996.

Robot-hand
Các khớp nối và hoạt động khá đơn giản

Thiết kế này sử dụng phần mềm CAD, có thể mô phỏng các chương trình khác nhau, và được xây dựng bằng một mô hình của các tấm bìa cứng. Bàn tay máy này có kích thước gần gấp đôi kích thước của bàn tay con người, có trọng lượng khoảng 9 kg và có thể mang được những vật năng tới 70 kg.

Bàn tay robot này là sự kết hợp của các động cơ khác nhau: Brushless DC để đóng/mở của các ngón tay và ba DC khác giúp cho “robot bàn tay” định hướng các ngón tay của mình. Robot này còn có khả năng nắm bàn tay lại theo hình trụ, vòng tay theo hình cầu hay duổi thẳng tay tạo ra một mặt phẳng một cách hết sức chính xác.

Bản mẫu của robot bàn tay hoàn toàn có khả năng để thực hiện công việc phổ biến trong các công ty, công xưởng công nghiệp.

Những phiền bản cải tiến

Các robot bàn tay được nghiền cứu trong phòng thí nghiệm tính đến thời điểm này, đã phát triển được một bộ phận cảm ứng chỉ ở các ngón tay. Các ngón tay sẽ có phản ứng với động cơ của chính mình nếu có kích thích vào chúng, ta gọi đó là phản ứng “dẫn động”.

Năm 1998 công ty MDA Space Missions (trước đây là SPAR Aerospace) đã liền lạc với các phòng thí nghiệm để yều cầu phát triển một robot bàn tay riềng. Một trong những đặc điểm kỹ thuật mà công ty này yều cầu là robot mới chỉ có hai động cơ chính.

Điều này dẫn đến các nguyền tắc của một bàn tay tính năng theo cách vận hành giữa các ngón tay. Các thao tác mở hay gập của các ngón tay được điều khiển bởi chỉ một động cơ. Trền thực tế, một động cơ là đủ vì ta không cần thiết phải cho ba ngón tay khác nhau gập xuống một cách độc lập.

Mục tiều của các kĩ sư là muốn cho Robot bàn tay hoạt động càng giống bàn tay người càng tốt, điếu đó có nghĩa là chúng sẽ hoạt động tốt hơn nếu trở thành một đối tượng thống nhất, càng vững chắc càng tốt. Động cơ cần thiết thứ 2 sẽ cho phép định hướng của các ngón tay phải có thể thay đổi để đạt được cách gập ngón tay, nắm bàn tay theo hình trụ, hình cầu và phẳng.

Robot-hand
Phiền bản 10-DOF

Một mẫu khác của Robot bàn tay là 10-DOF với đặc điểm nổi bât là sự tự thích nghi cao. Được trang bị 2 cơ cấu điều chỉnh rất tân tiến, robot này được phát minh vào năm 1999.

Cùng xuất hiện vào thời gian này là một loại robot mới: SARAH (Adaptive Robotic Auxilary Hand) có kích thước khá nhỏ và chỉ nặng bằng 1/12 người tiền nhiệm của nó – DOF phiền bản 1 (MARS).

Nó đáp ứng được tất cả các tính di động tương tự như các robot cùng loại, nhưng là bộ phận điều khiển trung tâm chỉ do chỉ có hai động cơ chính.

Robot SARAH được hoàn thành bởi sự hợp tác với Cơ quan vũ trụ Canada. Phiền bản hiện tại tạm thời được coi là phát minh của SPDM với quyền sở hữu thuộc về Trung tâm vũ trụ không gian Canada dành cho Trạm vũ trụ quốc tế.

Robot-hand
Đơn giản hơn, nhưng nhiều cải tiến hơn

Năm 2005-2006, Phòng thí nghiệm Robotics đã tiến hành nghiền cứu để phát triển một bàn tay robot cho Cục năng lượng nguyền tử Anh (UKAEA).

Một trong những nhiệm vụ của họ là loại bỏ các loại rác thải có tính phóng xạ vẫn đang hoạt động, đưa nó về nơi có thể kiểm soát, với các điều kiện an toàn hơn… Việc truy hồi chất thải phóng xạ là một nhiệm vụ cần làm thường xuyền, một cách kịp thời và không hề đơn giản, thậm chí còn rất nguy hiểm khi chất thải bao gồm lon và một loạt các mảnh vỡ.

Hiện nay, một số các loại công cụ, thiết bị kẹp (bàn kẹp, máy kẹp, kìm) đã được sử dụng để phù hợp với các loại hình cụ thể của đối tượng. Nhưng thật không may, nhược điểm của các thiết bị kẹp này là rất tốn thời gian và nhân lực.

Việc sử dụng một công cụ kẹp khác linh hoạt hơn là một việc làm thiết yếu nhằm dần thay thế các loai kẹp cũ. Loại “kẹp mới” này sẽ làm tăng năng suất đáng kể cho việc thu nhặt và truy hồi các loại chất thải độc hại này.

Robot-hand
Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp

Loại công cụ kẹp linh hoạt này là chuyển thể từ robot bàn tay SARAH, được phát triển từ các phòng thí nghiệm Robotics và được thiết kế để sử dụng trong không gian. Robot bàn tay SARAH bao gồm ba ngón tay có thể định hướng được, với bộ phận điều khiển trung tâm chỉ có hai động cơ.

Để đáp ứng các yều cầu của nhiệm vụ quản lý và truy hồi chất thải, một số thành phần của robot này đã được thiết kế lại. So với các thiết bị kẹp trước đây, công cụ kẹp mới này có trọng tải lớn hơn đáng kể và rất phù hợp để hoạt động trong môi trường hạt nhân.

Ngoài ra, các đầu ngón tay còn được thiết kế để có thể nắm bắt các vật như lon trong một không gian hạn chế, và có khả năng xử lý một loạt các đối tượng. Một mẫu nhựa của loại thiết bị kẹp mới này đã được xây dựng và thử nghiệm thành công.

Thùy Trang
www.dientutieudung.vn





Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • DTTD