Взаимосвязь всех главных составных частей робота, или как действует любое робототехническое устройство

Вы получили представление о всех основных элементах и узлах роботов. К более детальному рассмотрению их технических конструкций мы вернемся, когда будем рассказывать о конкретных примерах применения робототехники, а сейчас подведем некоторый итог, чтобы получить более полное представление о роботе как целостном устройстве. Выясним, как же все эти элементы и узлы работают вместе, взаимодействуя между собой. Иначе говоря: каков же принцип действия любого робота?

Прежде всего в его систему управления должна быть введена команда на выполнение определенной операции. Эта команда может поступить от человека-оператора или вычислительной машины, управляющей цехом или отдельным технологическим процессом. Операция может быть задана с различной мерой подробности в зависимости от степени "разумности" робота, например: "переместить схват вправо на 10 мм" -для робота с относительно простой системой управления (когда самым высоким является тактический уровень иерархии в СУ) или: "провести сборку деталей № 1, 2, 3; готовое изделие покрасить" - для робота, имеющего стратегический уровень. Робот, имеющий все уровни иерархии в СУ, т. е. наделенный искусственным интеллектом, способен воспринять команду в еще более общем виде. Наличие элементов искусственного интеллекта предполагает богатую сенсорную систему: такой робот может произвести сборку деталей по чертежу, который "прочтет" телекамера, отреагирует нужным образом на устную команду человека-оператора, расшифровав ее для себя с помощью дешифратора речи, и пр.

Попав в систему управления робота, команда передается от одного уровня иерархии к другому - сверху вниз, все более детализируясь. Высший уровень СУ запрашивает при этом у сенсорной системы информацию об окружающей среде, о положении, ориентации и состоянии объекта манипулирования, о наличии препятствий в рабочей зоне манипулятора. Обработав эту информацию и руководствуясь полученным заданием, он выдает команды на стратегический уровень, который, детализируя задание, в свою очередь передает его тактическому уровню. Во время детализации задания стратегический, а затем и тактический уровни тоже запрашивают необходимые сведения у сенсорной системы. Датчики обратной связи сообщают в СУ координаты, скорости, ускорения звеньев манипулятора, усилия, развиваемые приводами, отмечают моменты касания манипулятором предметов в рабочей зоне, а при захвате объекта манипулирования сообщают о наличии или отсутствии проскальзывания объекта при перемещении схвата. Тактический уровень СУ, пересчитав параметры движения манипулятора в сигналы управления по всем степеням подвижности, выдает команды непосредственно на исполнительный уровень-на привод манипулятора, который, "повинуясь" их воздействию, совершает заданную рабочую операцию.

Безусловно, описанная схема функционирования робота достаточно абстрактна. В ней не учитывались специфические для той или иной области их применения конструктивные особенности. А ведь существующие сейчас роботы очень разнообразны по назначению, степени "интеллекта", по техническому воплощению основных элементов, а значит, и по внешнему виду. С некоторыми конкретными образцами современных промышленных роботов вы познакомитесь в следующем разделе. Рассмотренный же нами здесь общий принцип действия роботов позволит лучше разобраться в том, какую работу и как они выполняют в каждом случае.