УПРАВЛЕНИЕ БЛИЖНИМ ПОЛЕМ
В некоторых случаях, когда робототехническое устройство должно управляться человеком, робот соединяется проводами с пультом управления. Это ограничивает подвижность робота и оператора, а кроме того, заставляет принимать меры против спутывания управляющего кабеля. В некоторых случаях приходится опускать управляющий кабель к роботу сверху.
При использовании для управления радиоканала можно обеспечить большую подвижность и робота, и оператора. Типичным случаем, с которым автор столкнулся несколько лет назад, было радиоуправление вагонеткой канатной дороги на длинном пути, уходящем в море и предназначенном для буровых работ. Радиоуправление осуществлялось на частоте порядка 60 МГц.
В том случае, когда робототехническое устройство должно управляться или поддерживать связь, находясь в космосе, безусловно, нет другого пути, кроме использования радиосвязи. Проблема задержки в управлении, возникающая при этом способе, уже обсуждалась ранее.
Существует большой круг проблем, связанных с управлением и связью на максимальных расстояниях порядка 100 м при требовании полной свободы передвижения и робота, и человека (или второго робота). Радиосвязь привносит проблемы отыскания полосы спектра и исключения влияния помех. Связь при помощи световых волн не всегда легко осуществима из-за жесткой направленности. Возможна также ультразвуковая связь, которая, однако, не имеет широкого применения, за исключением ограниченного использования для дистанционного управления подъемным краном.
В одной из систем — «Телемотив», в которой решены многие из проблем, связанных с управлением и связью на расстояниях до 100 м, используются эффекты индукции ближнего поля на средних частотах порядка нескольких сотен килогерц. Индукционное поле быстро ослабевает с увеличением расстояния от излучающей антенны — приблизительно обратно пропорционально кубу этого расстояния. Эффект проявляется на расстояниях от источника приблизительно до 1/10 длины волны. Следовательно, система, построенная на действии индукционного поля, в принципе представляется идеальной для рассматриваемого случая. В системе используются частоты в диапазоне 250—400 кГц при мощности излучения 60 мВт и чувствительности приемника около 0,05 мВ. Такая система позволяет получить дальность действия до 60 м, и для ее увеличения можно использовать ретрансляторы.
В процессе проверки для получения разрешения от Почтового ведомства обнаружилось, что такая система невосприимчива к высокочастотным помехам. Можно создать надежную конструкцию, которая легко и быстро ремонтируется необученным персоналом, даже если переносной передатчик оператора мал и легок. Управляющие каналы разнесены но частоте на 125 Гц в пределах полной полосы частот 4 кГц, и пользователь может иметь, скажем, 20 систем, работающих в одном и том же цехе за счет использования различных несущих частот и разделения их интервалами для исключения взаимных помех. В некоторых случаях два разных оператора могут на различных частотах управлять одним объектом по принципу «первым пришел — первым обслужен». Система ближнего поля сейчас широко используются для различных целей.
7.12. МАШИНЫ «РИВЕТ» [14—16, 101]
Для обозначения дистанционно управляемых устройств иногда применяют термин «телехирик». Слово заимствовано из греческого языка и означает «отдаленная рука». Машина, сконструированная в Харвэле, известна под названием «Ривет» (Rivet—Remote Inspection Vehicle, Telechiric). При движении это устройство, оборудованное антенной, которая связана с телевизионной камерой и выдвигается, когда это необходимо, напоминает очертаниями ползущего человека. Рука с радиусом действия около 150 см способна поднимать грузы массой до 35 кг. В процессе движения машина может преодолевать препятствия высотой в один ее шаг, что составляет половину ширины колеи тележки, т. е. в четыре раза превосходит высоту препятствия, преодолеваемого гусеничным транспортным средством. Тележка обладает высокой маневренностью и способна взбираться по ступенькам, идущим под углом 45°, а также поворачивать в коридоре шириной 1,2 м. По описанию Баллингера [6], «Ривет» может войти в контору, пройти под письменным столом и затем взобраться на него. Тринг демонстрировал различные универсальные ползающие машины, и некоторые из них могли взбираться по ступенькам.
