Россия, 194064, г. Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21

тел.: (812) 552-0110 (812) 552-1325 факс: (812) 556-3692 http://www.rtc.ru e-mail: rtc@rtc.ru

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й Н А У Ч Н Ы Й Ц Е Н Т Р Р О С С И И

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ

ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й Н А У Ч Н Ы Й Ц Е Н Т Р Р О С С И И ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ

ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

Заместитель главного конструктора, к.т.н.

А.А. Градовцев

Современная робототехника для работы в условиях радиации:

факторы развития

Области применения

Научно-технические заделы

Материалы и комплектующие для разработки

Робототехника для работы в условиях радиации

Факторы развития

Рыночный сегмент

Классификация РТС

Промышленные РТС Сервисные РТС РТС для экстремальных условий

Технологические

Вспомогательные

Медицинские и

реабилитационные

Логистические

Бытовые

Инспекционные и охранные

Очистные и уборочные

Военного назначения

Для атомной промышленности

Подводные

Космические

Ликвидация последствий

чрезвычайных ситуаций

Специального назначения

Индустрия развлечений

очистка

разведка

Чернобыльская авария 1986 г.

Использование РТК-03 "Разведчик" в спецоперации МЧС России

Международные учения

BARENZ RESQUE

Мобильный робототехнический комплекс РТК-03 "Разведчик"

Грозный, Чеченская республика, Июль 2000 г. Швеция, 2001 г.

Радиационная и химическая разведка

Поиск локальных источников гамма-излучения на труднодоступных участках местности, в промышленных и жилых помещениях

Назначение

Дистанционно управляемое робототехническое средство радиационной и химической разведки ДР РХР

Принят на снабжение МО РФ. ГО.1.25.10

Технические характеристики

Назначение

Особенности

Поиск и эвакуация локальных

источников гамма-излучения в

«горячих камерах» и промышленных

помещениях

* в зависимости от модификации МРК

Мобильный робототехнический комплекс РТК-07

легкий мобильный робот

гусеничное шасси

четырехстепенной манипулятор

управление по кабелю

доставка фургоном на базе легкового а/м

транспортировка силами 1-2 чел.

Вес мобильного робота, кг 35 (20)*

Габаритные размеры мобильного робота, мм 800 x 500 x 500

Максимальная скорость движения, м/с 0,2 (0,4)*

Длина кабеля управления, м 50

Число степеней подвижности манипулятора 4

Радиус зоны обслуживания манипулятора, м 1,2

Максимальная грузоподъемность манипулятора, кг 5,0

Радиационная и химическая разведка

Поиск локальных источников гамма-излучения на труднодоступных участках местности, в промышленных и жилых помещениях

Робототехнический комплекс легкого класса для ведения радиационной разведки и проведения технологических операций в условиях радиационного воздействия для МЧС

Назначение

робототехническое средство радиационной разведки (РТС-РР)

робототехническое средство проведения технологических операций (РТС-ТО)

средство доставки и управления на базе автомобиля Mersedes – Benz VARIO 815D.

Состав

Робототехническое средство радиационной разведки (РТС-РР) в составе комплекса МЧС

Мобильный робот РТС-РР оснащён манипулятором и приборами радиационной разведки и предназначен для замены людей при работе в зонах повышенной опасности и выполнения следующих задач:

визуальной разведки местности, промышленных и жилых помещений, объектов транспорта при любой освещенности;

дистанционного исследования радиологической обстановки;

поиска источников ионизирующего излучения;

перемещения и укладки в контейнер опасных предметов.

Назначение

Технические характеристики

Габаритные размеры, мм 1410х650х1200 Масса, кг 270 Максимальная скорость движения, м/с 0,5 Грузоподъемность манипулятора, кг 10 Дальность управления:

по радиоканалу, м 500 по кабельной линии, м 100

Время автономной работы, ч 2

Средства радиационной разведки

Энергетический диапазон гамма-излучения, МэВ 0,08 ... 2,6 Рабочий диапазон по мощности дозы гамма-излучения:

при поиске источника, Р/ч 3*10-5 … 103

при наведении захватного устройства на источник, Р/ч 2*10-3 … 104

Основная погрешность измерения мощности дозы, % ±30 Угол зрения системы гамма-поиска, град. 0 ... 360

Назначение

РТС-ТО лёгкого класса, оснащённое манипулятором,

предназначено для замены людей при работе в зонах

повышенной опасности и для:

визуальной разведки местности, промышленных и жилых помещений, объектов транспорта при любой освещенности;

проведения специальных высокоточных технологичных операций;

перемещения и укладки в контейнер опасных предметов.

Робототехническое средство проведения технологических операций (РТС-ТО) в составе комплекса МЧС

Технические характеристики

Габаритные размеры, мм 650х430х400 Масса, кг 30 Максимальная скорость движения, м/с 0,5 Режимы управления манипулятором командный, ручной,

автоматический Грузоподъемность манипулятора, кг: 5 Число степеней свободы манипулятора 4 Дальность управления, м:

по радиоканалу 500 по кабельной линии 100

Частота передачи, МГц: радиоканала передачи данных 410 … 478 канала передачи видеоизображения 1080 … 1240

Поиск, обнаружение и определение параметров

источников гамма-излучения в условиях

промышленной инфраструктуры

Габаритные размеры, мм 1500х800х1200

Масса, кг 240

Максимальная скорость перемещения, м/с 1

Дальность управления:

по радиоканалу, м 500

по кабелю, м 100

Время автономной работы, ч 2

Гамма-спектрометр

Энергетический диапазон регистрируемого

гамма-излучения, МэВ 0,05... 3,0

Число каналов энергетического преобразования 1024

Диапазон измерения мощности дозы, Р/ч 10-3 ... 1

Угол коллимации (обзора), град. 30

Гамма-локатор

Рабочий энергетический диапазон

гамма-излучения, МэВ 0,08... 2,6

Рабочий диапазон по мощности дозы

гамма-излучения, Р/ч 3*10-5 … 103

Основная погрешность измерения

мощности дозы не более, % ±30

Основная погрешность измерения

направления на источник не более, град. ±5

Угол зрения системы гамма-поиска, град . 0 ... 360

Робототехнический комплекс радиационной разведки с системой гамма-видения РТК-ГВР

Назначение

Технические характеристики

ГАММА-ЛОКАТОР

ГАММА-ВИЗОР

ГАММА-

СПЕКТРОМЕТР

БОРТОВЫЕ ПРИБОРЫ

Портативная комбинированная система совмещения видео- и гамма-изображений источников излучения «Телегаммавизор»

Составление двумерных карт распределения интенсивности гамма-излучения исследуемого объекта

Совмещение видео- и гамма-изображений источников излучения и отображение в режиме реального времени

Измерение мощности дозы гамма-излучения

Передача информации на карманный персональный компьютер по беспроводному каналу связи

Назначение системы

Примеры визуального изображения гамма-источников, совмещенного с видеоизображением исследуемого объекта

Расфасовка проб производится с

использованием одноразовых сменных

наконечников, что исключает

загрязнение проб посторонними

веществами и продуктами предыдущих

фасовок.

Исполнительная часть устройства

расфасовки выполнена герметичной,

стойкой к воздействию кислотных и

щелочных сред.

Для автоматизации операций

дозированной фасовки в защитных

камерах и боксах аналитической

лаборатории

Предприятия

фармакологической

промышленности

Предприятия

атомной

промышленности

Высокоточная расфасовка жидких продуктов

без непосредственного участия человека

Робот-дозатор

Технические характеристики

Назначение

Автоматизация операций перемещения различных видов технологической тары (поддоны, кассеты, посуда и т.п.), используемой при проведении работ в «горячих камерах» и боксах.

Выполнения работ под управлением оператора по устранению последствий нештатных ситуаций, вызванных нарушением технологического процесса в результате сбоя автоматизированного оборудования «горячих камер» и боксов.

Выполнения регламентных работ под управлением оператора по очистке «горячих камер» и боксов.

Число степеней подвижности 6(7)

Масса, кг 74

Грузоподъемность, кг 5

Радиус рабочей зоны, м 1

Габаритные размеры, мм 200х2055

Напряжение питания, В 27

Режимы управления: автоматический , ручной

Технологический манипулятор для работы в условиях «горячих камер»

Космическая робототехника

Грузовые манипуляторы Транспортно-манипуляционная система

Напланетные

робототехнические средства Специализированные робототехнические системы

Манипулятор-

перестыковщик

Манипулятор

в составе АКА-Р

Скафандр-

экзоскелет

Экспериментальная отработка модулей: КЭ «Захват-Э»

Цель — создание унифицированных мехатронных модулей для РТС КН и отработка

их функционирования в составе специализированной манипуляционной системы на

наружной поверхности РС МКС.

Задачи:

отработка функционирования мехатронных модулей: шарниров с силомоментным

очувствлением, захватных устройств с силомоментным очувствлением, блоков

управления и связи;

отработка захвата такелажных элементов РС МКС при помощи адаптивного

захватного устройства;

отработка интерфейса «человек-машина» при выполнении типовых операций по

захвату объектов.

Цель и задачи КЭ

Радиационно стойкая компонентная база

• Работа в условиях радиации требует применения специальной элементной базы, разработанной с учетом стойкости к накопленной дозе и, при необходимости, к ТЗЧ. Требуемые характеристики ЭРИ:

стойкость к дозовым эффектам

стойкость к тиристорному эффекту

• Применение импортных радиационно-стойких ЭРИ часто связано со значительными трудностями административного и финансового характера.

• Развивается отечественная радиационно-стойкая электроника.

Импортная радиационно стойкая компонентная база

Характеристики и вопросы применения

Импортная радиационно-стойкая элементная база (в основном - производства США) обладает высокой стойкостью ко всем видам ИИ КП (стандарт QML Class V и аналоги).

Однако применение импортных ЭРИ влечет следующие сложности:

• Необходимость получения сертификата на партию (сроки, стоимость)

• Ограничения Гос. департамента (сроки, научный характер проекта)

• Требования Заказчика использовать ЭРИ из МОП 44 001.01-21 (особенно актуально для проектов двойного назначения)

• Высокая цена.

Например, срок поставки радиационно-стойкой программируемой логики Actel RTAX2000 составляет 9 месяцев, цена за одну микросхему 1.500.000 рублей. Для РТС ТЭМ из 15 шарниров один тип микросхемы обойдется в 22,5 млн руб.

Перспективная отечественная радиационно стойкая компонентная база

Предприятия-производители, характеристики и показатели стойкости к СВВФ

Предприятие

Наименование ИМС, ОКР

Технология Стойкость по дозовым эффектам

Сечение насыщения

Срок окончания ОКР

Описание

ООО “ДЦ “Союз” 5400БК1Т,2У КНИ 0,24 мкм 100кРад ? 2014 Аналого-цифровой БМК

НИИ СИ РАН 1907ВМ1Т КНИ 0,24 мкм

200кРад

>80 МэВ×см2/мг

2014

32-разрядный процессор, 100 МГц

НИИ СИ РАН

5890Ве1, ВГ1 КНИ 0,5 мкм

200кРад

нет 2009 32-разрядный процессор, 33 МГц и контроллер интерфесный

ЗАО “ПКК “Миландр”

- КНИ 0,18 мкм

?

?

2014

32-разрядный двухядерный процессор, 80 МГц

ОАО «НИИЭТ» Обработка-14 КНИ ? ?

2014 DSP для электропривода

ОАО «НИИЭТ» Обработка-12 КНИ ? ? 2015 SPARC V8 процессор

НИИ СИ РАН

1900ВМ2Т КНИ 0,35 мкм

200кРад

>80 МэВ×см2/мг

2011 32-разрядный процессор, 66 МГц

Базовые матричные кристаллы (БМК) 5400БК1Т, 5400БК2У

Радиационно стойкие аналого-цифровые БМК имеющие в своем составе цифровую логику и аналоговые элементы. Производство: «НИИМЭ и Микрон» Характеристики БМК: • Технология КНИ 0,24мкм • Матрица цифровых элементов — 110 000 вентилей • Согласованные аналоговые ячейки — более 25 000 пар. • Встроенные функциональные блоки — более 100 шт.:

• компараторы (56 шт.) • ЦАП 12 бит (2 шт.) • РПП 12 бит(2 шт.), возможно построение SAR АЦП • ИОН (1 шт.) • ОУ (56 шт.). Стоимость подготовки производства 3.5 млн руб Стоимость партии из 500 кристаллов – 300 тыс. руб (600 руб. за кристалл)

Россия, 194064, г. Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21

тел.: (812) 552-0110 (812) 552-1325 факс: (812) 556-3692 http://www.rtc.ru e-mail: rtc@rtc.ru

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й Н А У Ч Н Ы Й Ц Е Н Т Р Р О С С И И

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ

ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й Н А У Ч Н Ы Й Ц Е Н Т Р Р О С С И И ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ

ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

Спасибо за внимание!