Предстоящие задачи
Как будет развиваться машин и теория механизмов в будущем? Какие конкретно ее направления окажутся в ближайщее время особенно серьёзными для народного хозяйства СССР? В какой связи они должны быть между собой, с другими направлениями науки о автомобилях, с отдельными направлениями математического естествознания и техники? Какими исследовательскими способами направляться пользоваться?
Эти и подобные вопросы, относящиеся к прогнозированию дорог предстоящего развития науки, имеют серьёзное практическое значение.
В наши дни техника прогрессирует весьма скоро, исходя из этого теоретические изучения должны обеспечить создание прочного научного фундамента для развития современного машиностроения, науки и техники ближайшего и отдаленного будущего. в течении практически сорокалетней работы советской научной школы механики автомобилей, начиная с Первого заседания по главным проблемам теории механизмов и автомобилей, ее начальник И. И. Артоболевский систематически подводил итоги произведенной работы и намечал задачи предстоящего развития науки.
Приводимые ниже положения основаны на выступлениях И. И. Артоболевского, его статьях и заметках, имеющих отношение к планированию науки. Перечисленные неприятности, конечно, не охватывают всех направлений механики автомобилей и всех прогнозов довольно ее будущего развития. Они только дают понятие о некоторых наиболее значимых направлениях изучений. В значительной мере эти неприятности являются комплексными.
Так, создание роботов и манипуляторов требует изучения механизмов с несколькими степенями построения и свободы теории структуры аналогичных механизмов. Неприятность глобальных перемещений роботов — это снова неприятность синтеза пространственных механизмов, неприятность их их построения и структуры; с ней тесно связана неприятность теории передач.
Неприятности динамики автомобилей охватывают и сверхсложные задачи динамики тела переменной массы, него-лономной динамики, устойчивости перемещения при различных условиях и динамики особых технологических роторных автомобилей. Все эти неприятности немыслимы без предварительной подготовки рабочего аппарата — экспериментального, математического и вычислительного.
Теория автомобилей и совокупностей автомобилей автоматического действия.
Совершенствование машин-автоматов не будет прекращаться в направлении улучшения их экономических показателей с одновременным сохранением эффективности делаемого повышения качества и технологического процесса продукции. Будут активно использоваться механизмы с пневматическими, гидравлическими и электрическими элементами.
Увеличится количество автоматов, каковые будут владеть свойством самонастройки либо адаптивности, разрешающим вести технологический процесс при изменяющихся внешних условиях. Все большее значение возьмут совокупности автомобилей, в частности машинные комплексы и автоматические линии, владеющие наряду с этим возможностью и манёвренностью легкой переналадки при трансформации технологического процесса.
Вследствие этого ответственное значение возьмёт разработка следующих научных теорий и методов:
— синтеза механизмов с механическими, пневматическими, гидравлическими, электрическими и электронными элементами;
— вероятностного и структурно-синтеза систем и логического анализа автомобилей автоматического действия с учетом их производительности, эффективности, надежности, качества продукции, экономичности, точности действия;
— выбора оптимальных схем совокупностей машин и машин-автоматов;
— самонастраивающихся и адаптирующих совокупностей автомобилей автоматического действия;
— способов управления автомобилями-системами и автоматами автомобилей автоматического действия.
—способов контроля и автоматического измерения в условиях автоматического производства.
Динамика автомобилей. Неприятность динамики автомобилей есть очень широкой, поскольку в значительной мере пересекается с проблемами теории машин-автоматов и синтеза и анализа механизмов. Главные требования к автомобилям будущего, с учетом роста их энергетических, силовых и скоростных черт, — это увеличение их экономической эффективности, оптимизация совокупности «человек-машина», увеличение их безопасности. Вследствие этого особенное значение приобретает разработка следующих научных неприятностей:
— способов изучения динамических режимов перемещения быстроходных и энергоемких автомобилей и совокупностей автомобилей;
— динамики автомобилей с переменными параметрами и с переменной структурой;
— динамики плоских и пространственных механизмов с одной и несколькими степенями свободы;
— средств и методов технической диагностики автомобилей;
— создание автоматической измерительной аппаратуры для экспериментального изучения черт работы автомобилей и механизмов различного функционального назначения.
Колебательные процессы в автомобилях. Колебательные процессы в автомобилях и их изучения являются неотъемлемым элементом динамики автомобилей. Но своеобразные изюминки вибраций, с одной стороны — применяемых в механических, энергетических и технологических целях, а с другой — вредно отражающихся на работе автомобили и на ее ближайшем окружении, в самом широком смысле этого слова, среди них и на операторе, заставляют отнестись к ним с громадным вниманием.
В сущности выявляются три неприятности: вибрационной техники, машии виброударного действия и виброзащиты человека.
Тут возможно наметить следующие исследовательские направления:
— разработка способов изучения сложных колебательных процессов в автомобилях:
— преобразование вибраций в создание новых и полезные виды энергии технологических процессов, основанных на явлении колебания;
— изучение влияния вибраций на организм человека и разработка средств и методов вибрационной защиты;
— развитие звуковой динамики автомобилей с целью улучшения звуковых черт автомобилей и совокупностей автомобилей.
роботы и Манипуляторы. Эта неприятность имеет два нюанса: заменить человека в том месте, где он неимеетвозможности находиться из-за опасности его здоровью либо жизии либо пе в состоянии выполнить требуемый технологический процесс, чему мешает, к примеру, скорость конвейера, мелкость подробностей и т. п. С этими двумя качествами разработки «человекоподобных» автомобилей в определенной связи находится неприятность шагающих автомобилей.
Поставленная еще Чебышевым и развитая после этого в практике шагающих экскаваторов, она сейчас получает все большее значение. Тут перед исследователями стоит большое количество задач, начиная от вопросов механики и заканчивая разработкой ИИ.
В области механики неприятность содержится в изучениях по синтезу и сравнительному анализу разных схем механизмов, по их динамике и кинематике. направляться создать численные и аналитические способы ответа уравнений перемещения аккуратных манипуляторов и органов роботов.
Серьёзна кроме этого неприятность разработки приводов, отвечающих особым требованиям, вытекающим из функционального назначения и конструктивных особенностей роботов: низкоскоростных, малогабаритных и высокомоментных. Подобной есть неприятность систем управления и разработки принципов аккуратными органами роботов и манипуляторов.
Значительное место в создании роботов второго и третьего поколения занимает неприятность их очувствления, разработка обработки управления информации и принципов сбора о состоянии самого робота и окружающей его среды. реализация возможностей и Очувствление роботов ИИ требуют особой организации вычислительных процессов, разработки правил построения бортовых и стационарных вычислительных управляющих комплексов, рационального распределения функций между разными уровнями этих комплексов, и между бортовой и стационарной частями, создания специальных предпроцессоров для предварительной обработки сенсорной информации и эффекторпых постпроцессоров для рациональной организации рабочих действий робота, разработку совокупности неспециализированного и особого математического обеспечения вычислительных управляющих комплексов. К данной проблеме примыкают неприятность сотрудничества робота со средой и неприятность сотрудничества между роботом и человеком.
Неприятности создания автоматических локомоционных совокупностей. Значительной проблемой есть обеспечение свойства роботов к перемещению. Громаднейшие возможности в этом направлении имеют интегральные локомоционные роботы, объединяющие свойство к независимому функционированию со свойством трудиться в рамках дистанционного управления оператором (су-первизионное управление).
Неприятность создания автоматических локомоционных совокупностей, а также передвигающихся посредством конечностей, объединяет широкий круг вопросов: проектирование и выбор движителей, разработку легких н замечательных приводов с высоким к. п. д., легких и замечательных источников питания, навигационных и измерительных устройств для сбора информации о местности, специальных бортовых ЭВМ. Ко мне кроме этого относится задача разработки экзоскелетонов, предназначенных для выносливости человека и повышения силы, и для воссоздания двигательных возможностей у людей с повреждениями опорно-двигательного аппарата.
Роботы по функциональным характеристикам и своей структуре во многом копируют поведение животных и человека, исходя из этого воображает интерес развитие изучений по физиологии и биомеханике. Неприятность предусматривает изучение биомеханических черт опорно-животных и двигательного аппарата человека, физиологических процессов, лежащих в базе управления произвольными и автоматизированными перемещениями, изучение роли вестибулярной, зрительной и кинематической информации в пространственной ориентации и обеспечение устойчивости.
Для успешного исполнения этих неприятностей серьёзное значение получает проблема моделирования и их элементов и проектирования роботов. Разработка способов условий и математического моделирования роботов их функционирования разрешит приобретать системы управления и оптимальные конструкции применительно к назначению создаваемых роботов. Для этого должны быть развиты кроме этого совокупности проектирования роботов, включая машинные способы проектирования.
Механика автомобилей первенствовалапо времени собственного становления прикладной наукой, порожденной промышленным переворотом XVIII в. Последующие полтора с лишним столетия принесли с собой размножение наук и поток информации, например, число паук о автомобилях к настоящему времени достигло трехзначной цифры. Вместе с тем существуют ветхие неприятности и всегда’ возникают новые, каковые являются неспециализированными для всего машиноведения и каковые ни одна из конкретных наук о автомобилях решить не в состоянии: образно выражаясь, тут поле битвы остается за теорией механизмов и автомобилей. , пока человечество пользуется автомобилями (а оно, по всей видимости, отказываться от автомобилей в обозримое будущее пе планирует), машин и теория механизмов в сумме людской знания будет занимать собственный определенное место.
В одной из публицистических статей, направленных молодежи, И. И. Артоболевский писал: «Самое основное в воспитании научной молодежи — это развитие самостоятельности и творческой мысли. Обучиться и научить творчеству возможно. Что необходимо для этого? Несомненно — большое количество знать… Возможно, не следует опасаться «изобрести велосипед».
Пускай это будет что-то в далеком прошлом известное, но собственный, по-новому замеченное.
Самое основное для творческого человека — это уменье замечать явления природы, знать механизм происходящих в ней процессов и переносить это знание в мир техники. Собственными руками собрать, сделать то, что «подсмотрел» у живого мира. Человек должен быть умельцем»
Сейчас в печати обсуждался вопрос о сущности понятия «научная школа», было выработано определение этого понятия, объединяющее в себе единство начальника, преемственности идей и исследовательской тематики. В отечественном конкретном случае тематикой есть вся наука о автомобилях со всеми ее вероятными выходами. Речь заходит о научной школе, которая смогла объединить всех ученых в области науки о автомобилях в масштабе всей нашей страны.
И в этом громаднейшая заслуга начальника школы Ивана Ивановича Артоболевского.
