УДК 004

Разработка робота-механика для технического обслуживания транспортных средств

Колпащиков Александр Максимович – студент магистратуры Уральского федерального университета имени первого президента России Б.Н. Ельцина.

Аннотация: В данной статье рассматривается вопрос проектирования и дальнейшего использования робототехнических изделий в сервисном обслуживании транспортных средств. Предложена общая модель робот-механика, который разрабатывается для проведения технического обслуживания транспортных средств.

Ключевые слова: Техническое обслуживание, робот-механик, сервисная робототехника, автотранспортная отрасль.

Актуальность исследования состоит в том, что разработка и применение робототехники в автотранспортной отрасли является важным направлением для технологического и экономического развития страны, а также соответствует основным направлениям улучшения производственных технологий в настоящее время на международном уровне. Широкое применение при проектировании роботов нашел принцип разделения робота на отдельные части, которые взаимодействуют друг с другом [1]. Техническое обслуживание (ТО) транспортного средства является более системным, предсказуемым, спланированным и периодичным мероприятием в сравнении с необходимостью проведения ремонта. Проектирование робота-механика для ТО автомобилей может быть обосновано как нововведение, которое будет способствовать развитию смежных отраслей, связанных с цифровыми технологиями и робототехникой [2].

Цель исследования – аргументировать необходимость и принципиальную возможность разработки робота-механика для ТО транспортных средств.

Задачи работы:

1. Рассмотреть основные элементы общей модели робота-механика для ТО транспортных средств;
2. Рассмотреть применение человекоподобного робота-механика, как оптимального варианта для проведения ТО транспортных средств.

В настоящее время происходит повышение требований к безопасности дорожного движения как внутри страны, так и на международном уровне. Вместе с этим растет сложность конструкции автомобилей, что оказывает свое влиянием на требованиях к квалификации персонала, который занимается ТО транспортных средств. То есть, возрастает ответственность на людей исполнителей – при транспортировке на водителей, при проведении ТО – на механиков. В данной ситуации применение робота-механика может снизить влияние человеческого фактора на качество ТО транспортного средства и в дальнейшем повысить безопасность движения.

Изделия в робототехнике можно разделить на два больших класса: промышленные роботы и сервисные роботы [3]. Робот-механик применительно к ТО транспортных средств может быть определен как сервисный робот, который выполняет полезную работу вместо механика-человека, исключая промышленные задачи по автоматизации. Из аналитического обзора мирового рынка робототехники Сбербанка за 2019 год можно узнать, что по данным International Federation of Robotics, темп роста профессиональной сервисной робототехники в 2017 году более чем в 2 раза превысил темпы роста промышленной робототехники. Эксперты прогнозируют, что продажи профессиональных сервисных роботов каждый год в среднем будут расти на 21% с 2019 по 2021 год [4].

С точки зрения привлекательности наиболее подходящим для образа робота-механика является механизированный гуманоидный робот. Такое предположение можно сделать из эффекта «зловещей долины» ­– гипотеза, которая подразумевает, что робот, совершающий человекоподобные действия, вызывает неприязнь у людей-наблюдателей и тех, кто с взаимодействует с роботом.

На рисунке 1 представлена концептуальная схема робота-механика. Работа робота заключается в техническом обслуживании транспортных средств.

Робот-механик для технического обслуживания транспортных средств работает следующим образом.

Для включения робота на нагрудной части 7 используют панель управления, которая расположена в центральной части. Внутренняя компьютерная система проводит проверку вращения головной части 1, а также работу «зрительных» датчиков. Затем происходит проверка движения модулей левой 2 и правой 6 руки. После производятся движения в поясной части 3. Далее робот делает несколько шагов для проверки модулей левой 4 и правой 5 ног.

На рабочем месте роботу предоставляются все необходимые инструменты и эксплуатационные материалы для технического обслуживания и ремонта автомобилей, которые анализируются с помощью «зрительных» устройств и системы искусственного интеллекта для правильного принятия решений о взаимодействии с предметами окружающей среды.

В случае возникновения непредвиденных ситуаций робот обращается к вспомогательному персоналу для указания дальнейших действий или уходит в режим сна с целью экономии энергии.

Рисунок 1. Общий вид робота-механика.

1 – головной блок; 2 – модуль левой руки; 3 – поясная часть; 4 – модуль левой ноги; 5 – модуль правой ноги; 6 – модуль правой руки; 7 – нагрудная часть с панелью управления.

Практическая значимость исследования вопроса создания робота-механика состоит в разработке технического устройства, которое сможет эффективно проводить ТО транспортных средств, а процесс проектирования робота поспособствует решению вопросов в смежных областях цифровых технологий.

Таким образом, получены следующие результаты и выводы исследования:

• Рассмотрены базовые элементы концептуальной модели робота-механика для ТО транспортных средств: человекоподобный робот, который состоит из модульных элементов;
• Проектирование робота можно осуществлять по отдельным модулям, которые взаимодействуют друг к с другом, что даст возможность изменять технические решения в процессе проектирования с заменой на альтернативные варианты;
• Обоснована возможность и необходимость проектирования робота-механика для проведения ТО транспортных средств.

Предполагается продолжение исследования темы разработки робота-механика в рамках работы над магистерской диссертацией по направлению 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы», образовательной программе «Проектирование транспортно-технологических систем».

Список литературы

1. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Костюков В.А., Гайдук А.Р и др. Проектирование роботов и робототехнических систем: Учебное пособие – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2014. – 196 с.
2. Долганов А.Г., Колпащиков А.М. Разработка экспертной системы ежедневного обслуживания транспортных средств // Инновационное развитие техники и технологий наземного транспорта: Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 90-летию кафедры подъемно-транспортных машин и роботов: сборник статей. – Екатеринбург : Изд‑во Урал. ун‑та, 2020. — С. 106.
3. Смирнов А.Б.,Тимофеев А.Н. Промышленные и сервисные роботы:учеб.пособие. –СПб, 2019. –139с.
4. Аналитический обзор мирового рынка робототехники 2019 [Электронный ресурс] / Сбербанк. — Электрон. журн. — Режим доступа: https://www.sberbank.ru (дата обращения: 08.06.2020).