Мы выделяем описание конструктивных структур манипуляторов в отдельный раздел, потому что в этих механизмах особенно велика роль управления и регулирования. Биомеханика манипуляторов является очень сложной, и мы только еще на подходе к моделированию тонких механизмов, таких, например, как рука человека. При синтезе демпфирующих покрытий, изоморфных дельфиньей коже, тоже нельзя исключать кибернетический аспект действия основных механизмов. Но в начальном, упрощенном представлении покрытия могут рассматриваться без дополнительного усложнения распределенной системой авторегулирования. Работа же манипуляторов, в силу своей сложности, уже сейчас требует введения в рассмотрение наряду с биомеханикой и биоуправления.

Назначение бионических манипуляторов достаточно очевидно – это естественное развитие тех приспособлений, которые уже давно используются как на суше, так и на море для проведения всевозможных манипуляций по захвату различных предметов, находящихся на большом расстоянии, в среде, где не может находиться человек, причем работы последних лет сделали возможным очень гибкое управление механическими манипуляторами, вплоть до систем, в которых такое управление осуществляется от биотоков, снимаемых с участков тела оператора. Не меньший интерес представляют системы, в которых в механической системе манипулятора осуществляется значительное усиление управляющих сигналов, что позволяет оператору производить различные манипуляции с грузами, вес которых может быть практически сколь угодно велик.

Следует отметить, что согласно авторитетным публикациям, первые в мире' манипуляторы, очень сложные и совершенные, были в свое время изобретены и построены для водолазов инженерами нашего ЭПРОНа.

Бионические манипуляторы могут быть использованы на подводных исследовательских судах для взятия проб грунта, для захвата предметов, находящихся на дне, и для всякого рода манипуляций с исследовательской аппаратурой и объектами исследования – растениями, животными и т. д. Подобные же манипуляторы могут использоваться для проведения подводных ремонтных работ. Вообще, круг задач, решаемых с помощью манипуляторов, очень широк. Интерес к ним резко возрос в связи с идеей создания «внешнего скелета» человека-оператора, сервоприводы сочленений которого усиливают движения, передаваемые мускулами человека-оператора к подвижным «суставам» скелета. Ясно, что центральной системой управления «внешним скелетом» является множество датчиков, размещенных на поверхности кожи человека, сигналы от которых усиливаются и управляют сервоприводом скелета. Многие идеи управления «внешним скелетом» человека заимствованы из работ по протезированию конечностей, управляемых с помощью биотоков.

Действующими манипуляторами сейчас вооружены некоторые роботы («Солярис», «Мобот» и другие), исследовательские подводные суда («Дениза» – ныряющее блюдце капитана Ж.-И. Кусто, «Эльвин» и другие), ряд гидростатов и батискафов. Некоторые из них достаточно эффективны. Так, разработанный фирмой «Дженерал электрик» робот-педипулятор с биотелеуправлением имеет обратные связи, позволяющие «чувствовать» вес, угол наклона «тела» и т. д. Югославские ученые разработали манипулятор в виде кисти руки, чувствительный к давлению и приспосабливающийся к форме захваченного предмета. Сила сжатия такой кисти соответствует тяжести поднимаемого предмета.

Читателю должно быть хорошо известно об отечественных работах этого плана. Первый протез руки с биоэлектрическим управлением, разработанный в нашей стране, демонстрировался на Всемирной выставке в Брюсселе еще в 1956 году. В последующие годы этот манипулятор был существенно усовершенствован. В лаборатории морской электроники Института океанологии АН России разработаны манипуляторы, предназначенные для работ в водной среде.

Предыдущая глава: Синтез элементов и систем

Следующая глава: Получение фильтрации