Tento víceúčelový servisní, zásahový a záchranářský robot se skládá ze tří hlavních částí: robustního podvozku zajišťujícího dokonalou stabilitu, manipulačního ramene s vysokou únosností a víceúčelového efektoru se třemi stavitelnými chapadly a integrovanou hasicí proudnicí.

Pásový podvozek má původ v mininakladači Bobcat, převzat byl i původní dieselový motor a hydraulický agregát, který byl rozšířen o další hydraulické pohony ramene a efektoru. K původnímu spalovacímu motoru byl rovněž připojen elektrický alternátor pro výrobu energie pro řídicí elektroniku a pro 400voltové stejnosměrné motory ramene. Podvozek byl konstrukčně upraven pro uchycení manipulační nadstavby a ostatních systémů a byl rozšířen o další krytování, nárazník (nebo radlici) v přední části a prostory pro umístění prvků řídicího systému.

Manipulačí nadstavba má 5 stupňů volnosti, první 2 klouby mají rotační hydraulické pohony a další 3 klouby mají stejnosměrné elektromotory TGDrives. Nosnost manipulační nadstavby odpovídá hmotnosti největších vyráběných tlakových lahví a činí 300 kg. Chapadlo se třemi prsty poháněnými hydraulickými válci je možno automaticky přestavovat do dvou poloh - 3 prsty po 120° nebo 2 prsty proti 1. Pro účely přestavení je efektor vybaven motory Maxon.

Vnitřními dutinami ramene je až do efektoru přivedena tlaková voda, která slouží jak k ochlazování vlastního ramene v případě operace robotu ve vysokých teplotách, tak k hašení pomocí trysky umístěné ve středu efektoru (mezi prsty chapadla). Tryska navíc umožňuje regulovat šířku kužele proudící vody - pro tento účel je efektor vybaven dalším motorem Maxon. Pro ochlazování robotu v blízkosti požáru je podvozek vybaven tryskami pro vytváření vodní mlhy kolem robotu.

Řídicí systém se skládá ze systému umístěného přímo na robotu a ze systému operátorského stanoviště. Operátor má k dispozici kufřík s počítačem a operátorskou aplikací, pomocí které řídí bezdrátově všechny funkce robotu a má vizuální zpětnou vazbu o jeho stavu. Tato zpětná vazba zahrnuje jak obrazy z kamer (včetně stereovize s 3D viděním pomocí speciálních brýlí) tak data ze senzorů a interaktivní 3D vizualizaci aktuální skutečné polohy ramene a efektoru. Aplikace operátorského stanoviště je plně grafická, s důrazem kladeným na obraz kamer a pohodlné a přehledné ovládání s využitím bezdrátového pákového ovladače a dotykové obrazovky.

Řídicí systém robotu obsahuje především odolný průmyslový počítač, na kterém běží aplikace provádějící všechny úkony řízení na základě vstupů od operátora (obousměrná komunikace s počítačem operátora probíhá pomocí wi-fi). Páteří systému je sběrnice SynqNet, na kterou je připojena trojice měničů řídicích DC motory ramene a modul Slice I/O pro zajištění analogových a digitálních vstupů a výstupů pro řízení všech pomocných funkcí robotu, komunikaci se senzory a v neposlední řadě řízení proporcionálních ventilů hydraulických motorů ramene a efektoru. Dále systém obsahuje sběrnici CANOpen pro připojení řídicích jednotek EPOS stejnosměrných motorů Maxon v efektoru.

Řízení pojezdu využívá nezávislý bezdrátový komunikační kanál s výrazně vyšším dosahem a prostupností signálu než wi-fi. Pro pojezd byla vyvinuta speciální elektronika, která simuluje pohyby ovládací páky původního podvozku Bobcat a rovněž nahrazuje startovací klíček a další tlačítka ovládaná původně z kokpitu Bobcatu.

Katedra robotiky se na tomto robotu podílela především kompletním navržením a realizací řídicího a senzorického systému. Na konstrukci nadstavby měl velký podíl bývalý Ph.D. student katedry.

Financování

Název projektu: Výzkum a vývoj modulární struktury servisních zásahových a záchranářských robotů, MPO, TANDEM, FT-TA5/071

Příjemce podpory: Strojírny Třinec, a.s.

Spolupříjemce: VŠB-TU Ostrava, prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.

Řešitelé: Strojírny Třinec a.s., FITE a.s. (Robotsystem s.r.o., Slezský výzkum s.r.o.), VŠB-TU Ostrava (Katedra robotiky)

Základní technické údaje

  • Celkové rozměry: 3100 x 2060 x 2910 mm
  • Hmotnost: 4500 kg
  • Nosnost: 300 kg v chapadle
  • Hasící médium: voda, průtok 400 l/min, tlak 0,6 MPa (max. 1,2 MPa)
  • Rychlost jízdy: max. 10,6 km/h