Университет Решетнёва

Общая информация о лаборатории:

Год создания: 2021

Количество сотрудников: 4 чел.

Информация о деятельности лаборатории:

Научные направления: Разработка интеллектуальных систем с применением умных материалов

Аннотированный отчет о работе в 2022 году:

В 2022 году в НЛ «АСМиЦПУМ» велась работа по разработки интеллектуальной системы раскрытия для трансформируемых конструкций космического назначения. Работа велась в трех направлениях:

• Разработка конструктивного решения интеллектуального шарнира
• Разработка средств управления процессом раскрытия
• Разработка методики обеспечения обратной связи (определение положения шарнира при раскрытии)

В ходе выполнения первой задачи была разработана конструкция интеллектуального шарнира (ИШ). Конструкция включает в себя два сопряженных элемента (опоры): подвижного и неподвижного. Изменение положения ИШ с рабочего в транспортировочное и обратно, осуществляется путем перемещения подвижного элемента по полукруглой поверхности неподвижного элемента. Предложенное конструктивное решение интеллектуального шарнира характеризуется преимуществами перед имеющимися аналогами систем раскрытия и заключается в:

• оптимизированной кинематики движения (переход из рабочего положения в транспортировочное и обратно)
• возможности интеграции исполнительного устройства (упругого элемента — пружины) и элемента актуатора (интеллектуальная скоба из материала с эффектом памяти формы) в единую систему
• увеличенном рабочем угле раскрытия до 180°, что расширяет области применения шарнира

Особенностью данного ИШ является интегрирование упругого и интеллектуального элементов в единый конструктив. В ИШ роль генератора упругой движущей силы (исполнительного устройства) выполняет пружинная лента, изготавливаемая из композитного углепластикового материала. При переводе ИШ из рабочего в транспортировочное положение упругая лента деформируется и накапливает упругую механическую энергию. Предотвращение резкого высвобождения накопленной энергии и обеспечение плавности процесса раскрытия осуществляется за счет использования интеллектуальных скоб, изготовленных из интеллектуального материала, обладающего эффектом памяти формы.

В ходе выполнения второй задачи была разработана электрическая принципиальная схема блока управления внешними нагревательными элементами интеллектуальных скоб и изготовлена печатная плата блока. Нагрев и поддержание заданной температуры происходит с помощью платы Arduino nano v.3 на микроконтроллере Atmega 328P.

В ходе выполнения третьей задачи был разработан метод определения положения подвижного элемента шарнира относительно неподвижного. Каждый момент времени сенсорный элемент через блок управления по разработанному алгоритму определяет реальное положение подвижного элемента и сравнивает с теоретически заданным, в случае отклонения блок управления соответствующим образом регулирует температуру на внешних нагревательных элементах. Таким образом обеспечивается плавность и равномерность процесса раскрытия ИШ, то есть поддержание одной и той же заданной скорости раскрытия на всей траектории движения ИШ.

Разработана интеллектуальная система раскрытия для трансформируемых конструкций космического назначения, обеспечивающая плавность, равномерность и управляемость процессом раскрытия