Мобильный микроманипулятор для экстремальных климатических условий

СОДЕРЖАНИЕ:
Введение
Постановка задачи
Предлагаемый решения
Заключение

1. Введение
Арктика становится областью геополитического, геоэкономического и геоэкологического интереса. В связи с изменением климата в северной полярной области появилось больше районов с сырьевым потенциалом, доступным для экономической эксплуатации и развития. Однако получить такое сокровище нелегко, поскольку из-за сложных природных условий перед логистикой возникают большие проблемы, поэтому смешно хранить дополнительные детали для каждой рабочей машины.
Современное оборудование добычи и переработки полезных ископаемых, а также транспортной и строительной техники насыщено электронными устройствами и мехатронными приборами.
Их ремонт и обслуживание в экстремальных климатических условиях Арктики затрудняется ухудшением микромоторных возможностей человека из-за теплой одежды или переохлаждения, поэтому создание технических средств для облегчения этих работ является актуальной задачей.

2. Постановка задачи
Обычно электронные и приборные блоки по мере необходимости заменяются на исправные. Иногда достаточно заменить только отдельные мелкие электронные компоненты или деталь.
Замена мелких электронных компонент, например, микросхем или детали приборов требует позиционирование инструментов с погрешностью (чувствительностью) порядка 0,1 - 0,4 мм. В условиях низких температур, ветра и высокой влажности, выполняющий эти работы специалист вынужден находиться в теплой одежде, в том числе, в толстых и грубых перчатках.
Подобная одежда вносит помехи и затрудняет тактильный контроль положения инструмента, кроме того, охлаждение усиливает естественный тремор человека. Деликатная операция по монтажу мелких электронных компонентов и деталей приборов оказывается затруднённой или даже нереализуемой.

3. Предлагаемый решения
Для ремонтных работ в арктических условиях предлагается переносной микроманипулятор в виде промежуточного компактного устройства между рукой человека и инструментом.
Устройство в значительной степени воспроизводит биомеханику микромоторных функций человека.

При выполнении мелких, точных операций основание кисти опирается на неподвижное основание вблизи зоны выполнения работ. Кисть, включая пальцы, сжимающие инструмент, образуется кинематически замкнутую шарнирно-рычажную конструкцию. Микроперемещения инструмента осуществляется деформацией этой конструкции под действием перераспределения напряжения между различными группами мышц кисти. Инструмент перемещается преимущественно качанием относительно некоторой точки и сдвигом вдоль продольной оси.
3. Предлагаемый решения
Удерживающее инструмент захватное устройство связано с этим опорным механизмом трехстепенным устройством координатных перемещений.

За рукоятку на корпусе микроманипулятор переносится к месту выполнения работ. Под управлением оператора устройство координатных перемещений движет захватное устройство с инструментом относительно адаптивной опоры и, соответственно, обрабатываемого объекта. Так выполняются особо точные операции механической обработки или монтажа свинчиванием или пайкой.
При переносе к месту выполнения работ зафиксированы. Адаптивная опора опирается на близлежащие статические объекты и фиксируется.
3. Предлагаемый решения
Затем включается механизм координатных перемещений. После этого адаптивная опора освобождается и переводится в исходное положение. Микроманипулятор готов к следующей операции.

3. Предлагаемый решения
При обслуживании и ремонте электронных плат и плоских приборных блоков большинство операций производится на горизонтальной поверхности вертикальным инструментом. В этом случае микроманипулятор приобретает вид некоторого аппарата, охватываемого кистью человека.
То есть он превращается некоторую активную прокладку между ладонью и инструментом. Инструмент (рисунок 2), например, винтоверт или паяльник, в унифицирующем адаптере вставляется в нишу корпуса микроманипулятора с адаптивными опорами и перемещается электрическими приводами под управлением клавиш.

3. Предлагаемый решения
На верхней крышке аппарата размещены линейки светодиодов, отображающие направление и интенсивность взаимодействия инструмента с обрабатываемым объектом. Дополнительно имеется звуковая сигнализация (динамиком или наушниками) об интенсивности сил.
Подобные микроманипуляторы достаточно легки и компактны. При выезде на ремонтируемый объект специалист может взять с собой комплект из нескольких таких аппаратов под различные инструменты. Это ускоряет и облегчает ремонт, так как при переходе между операциями отпадает необходимость смены и закрепления различных инструментов в манипуляторе.