Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Další pokroky v servisní robotice

Automa 5/2000

Gustav Holub

Další pokroky v servisní robotice

Obr. 1.

Když jsem před dvěma lety psal pro časopis AUTOMA první zprávu o rychle se rozvíjející servisní robotice, která představuje zatím vrchol nevýrobní automatizační techniky, zdálo se, že v nejbližších letech nemůže v tomto oboru nastat žádný překvapivý pohyb vpřed. Avšak těsná spolupráce v oblasti výzkumu a vývoje mezi renomovaným německým ústavem Fraunhofer Institut IPA a významnými elektrotechnickými a strojírenskými firmami přinesla i po krátké době, která uplynula od zveřejnění prvního článku, pozoruhodné výsledky. Ty byly také předvedeny na letošním hannoverském veletrhu. V tomto článku uvádíme některé vybrané příklady.

Péče o zdravotně postižené a seniory
Známý mobilní robot Care-O-bot, určený pro podporu zdravotně postižených a seniorů, pro pomoc, péči o ně a zabezpečení jejich bezpečnosti, je nyní vybaven nejmodernějšími senzory, interaktivním řízením a moderní komunikací s obsluhou (HMI). Jádrem funkční výbavy je řídicí systém s decentrální komunikací na bázi Windows NT nebo Windows CE s inteligentními periferními jednotkami. Vestavěný počítač vykonává funkci multimediálního obslužného rozhraní. Velká spolehlivost je zaručena schopností vnitřní diagnostiky a možností dálkové údržby. Uživatelé mají možnost prostřednictvím robotu komunikovat s okolím, např. přivolat lékaře, dovolat se na úřad, komunikovat s nákupním centrem, sociální službou atd.

Mobilní robot pro práci pod vodní hladinou
Velkou pozornost budil i malý mobilní robot pro práci pod vodní hladinou. Je to vodotěsné plavidlo poháněné elektromotory, určené pro inspekční činnost na nosných pilířích, potrubí, nádržích a jiných konstrukcích, které se nacházejí trvale ve vodě. Plavidlo má velkou schopnost manévrování, malé rozměry a malou spotřebu (objem 11 l, výkon 4 × 17 W). Tento mobilní inspekční prostředek je ovladatelný pomocí komfortního rozhraní HMI s intuitivní nabídkou funkcí. Je vybaven moderními kamerami s osvětlením na přední straně. Vysoce citlivá barevná kamera CCD se může vychylovat v rozsahu ±45° horizontálně i vertikálně. Robot se pohybuje rychlostí větší než 1 m/s a má vestavěný počítačový systém, který aktivně reguluje polohu robotu a jeho ponořování. S využitím čtyř nezávisle řízených elektromotorů s lodními šroubovými vrtulemi se může pohybovat všemi směry v prostoru i otáčet se kolem osy.

Obr. 2.

Průvodce muzeem
Tři mobilní roboty Care-O-bot byly při příležitosti otevření Muzea komunikace v Berlíně, které se uskutečnilo 18. března 2000, modifikovány na průvodce muzeem s uvítacími a bavicími funkcemi. Roboty reagují na některé slovní instrukce a mohou i omezeně slovně komunikovat. Tito tři společníci, z nichž každý „dovede“ něco jiného, jsou výsledkem těsné spolupráce odborníků muzea, týmu umělců-designérů, konstruktérů a vědeckých pracovníků. Každý robot má naprogramovány své vlastní specifické pohyby, výraz, hlas a funkce. Nejnovější technologie inteligentní mikroelektroniky a počítačové techniky jsou doplněny interaktivním systémem HMI, plošnými laserovými skenery, přesnou polohovou regulací servopohonů, obvody pro komunikaci prostřednictvím světlovodných kabelů, systémem pro vlastní orientaci robotů atd.

Šplhající robot
Inženýři Fraunhoferova institutu na základě svých zkušeností zdokonalili řídicí a ovládací systém šplhajícího robotu, takže jej lze použít i pro další aplikace. Nový robot kromě čištění fasád výškových budov a mrakodrapů, přehradních zdí, mostních pilířů apod. může sloužit i jako mobilní nosič reklamních poutačů. Princip pohyblivého nosného rámu je zachován. Jednoduchý a levný řídicí systém je založen na použití standardních elektronických a mechanických komponent a systémů. Centrální počítač s rozhraním CAN řídí elektrické servopohony a vakuové přídržné moduly, připojené prostřednictvím čipů SLIO-CANopen. Vzhledem k rozsáhlé modularitě stavebnicového konstrukčního systému, přídržných modulů, řízení a ovládání může být šplhající robot přizpůsoben potřebné velikosti, užitečné zátěži a dalším požadavkům aplikace.

Obr. 3.

Navigační systém Sinas
Sinas je navigační systém pro autonomní servisní roboty, představený firmou Siemens. Je v provozu v Nizozemí, kde ovládá robotyna čištění podlah v supermarketech, popř. i chodníků, parkovišť atd. Roboty mají rozsáhlou manévrovací schopnost na malém prostoru a jejich pohyb vůči okolí je snímán a řízen multisenzorovým systémem na bázi ultrazvukových čidel a laserových skenerů. Reagují velmi rychle na překážky, vyhýbají se jim naprosto spolehlivě a berou při tom zřetel na geometrické a kinematické parametry vlastní konstrukce. Použitím různých typů senzorů, jejichž vlastnosti se vhodně doplňují, se velmi zvyšuje kvalita navigačního procesu. Při navigaci v širokých halách se jinak značný dosah laserového skeneru kombinuje s vysokou přesností optického naváděcího gyroskopu.

Kompletní řízení Sinas je s obslužným panelem spojeno prostřednictvím inteligentního rozhraní, jež je vybaveno vestavěným mikropočítačem. Pro uvedení do provozu a diagnostiku lze připojit servisní počítač. Toto připojení je realizováno sériovým rozhraním. Díky ultrazvukovým snímačům je možné, aby se roboty přibližovaly ke stěnám s odstupem menším než 10 cm. S prostředím se roboty seznamují pomocí zaučovacího programu teach-in.

[Dokumentace a tiskové informace z Hannover Messe 2000.]