Il team dell'Istituto di automazione dell'Accademia cinese delle scienze sviluppa un robot VELOCE per la manutenzione del bersaglio laser

Recentemente, il progetto del Programma nazionale di ricerca e sviluppo (NKRDP) "Sistema robotico di funzionamento e manutenzione FAST per le principali infrastrutture scientifiche" ha superato l'accettazione del Ministero della Scienza e della Tecnologia (MOST). Il gruppo Jing Fengshui dell'Istituto di automazione, dell'Accademia cinese delle scienze e l'Osservatorio astronomico nazionale dell'Accademia cinese delle scienze, l'Osservatorio radioastronomico di Guizhou hanno sviluppato congiuntamente il robot per la manutenzione del bersaglio laser con superficie riflettente come uno dei risultati più importanti, in grado di completare in modo efficiente il laser attività di pulizia, smontaggio e sostituzione del target, realizzato con successo la superficie riflettente FAST sulla manutenzione completamente automatizzata del target laser, affinché il "China Eye" fornisca supporto operativo e di manutenzione. Fornire garanzia di funzionamento e manutenzione per "China Sky Eye".
Il radiotelescopio sferico (FAST) con apertura di cinquecento metri è il radiotelescopio con l'apertura singola più grande e la più alta precisione di osservazione al mondo. Sono 2.225 i target laser distribuiti sulla superficie riflettente di FAST, che costituisce una parte importante del suo sistema di controllo, proprio come gli “occhi” della superficie riflettente, e necessita di manutenzione e sostituzione periodica. Tuttavia, la superficie riflettente è composta da una piastra di alluminio con uno spessore di solo 1 mm, che difficilmente può sopportare il peso di un adulto normale. Allo stato attuale, la superficie riflettente si basa principalmente sullo "spiderman della microgravità" per eseguire la manutenzione manuale, che presenta i difetti di bassa efficienza di manutenzione, scarsa sicurezza e difficoltà a mantenere gli obiettivi target in un ambiente di grandi pendii e così via.
Per il complesso ambiente di manutenzione sulla superficie di FAST, il team del progetto ha risolto i problemi tecnici del movimento omnidirezionale sulla superficie speciale con grande pendenza, misurazione tridimensionale in ambiente complesso e rotazione e avvitamento autonomi di bulloni anomali in non- ambiente strutturato e completato lo sviluppo del robot di manutenzione target. Il sistema robotico nel suo insieme è costituito da un sistema di esecuzione della manutenzione del target, da una piattaforma di movimento omnidirezionale e da un sistema di navigazione ed è in grado di camminare omnidirezionale sulla superficie riflettente, misurare con precisione tridimensionale la posizione del target, smontare e afferrare il vecchio target, assemblare e avvitamento del nuovo target, ecc., e può completare autonomamente le attività di sostituzione e pulizia del target ed eseguire il lavoro di manutenzione del target completamente automatico.
Al fine di garantire la sicurezza della manutenzione FAST in loco, i membri del team di progetto hanno effettuato esperimenti di debug a lungo termine sul robot nell'ambiente simulato di una superficie riflettente ad alta pendenza, verificando le prestazioni mobili del robot e le prestazioni di manutenzione target sotto { {1}}condizione di pendenza estrema. Dopo il debug adattivo nell'ambiente reale dell'Osservatorio radioastronomico di Guizhou, il robot è stato applicato con successo alla sostituzione e alla manutenzione del bersaglio laser sulla superficie riflettente di FAST, risolvendo fortemente i problemi di funzionamento ad alto rischio e bassa efficienza della manutenzione manuale e dei vincoli sull'osservazione in condizioni climatiche, e migliorerà notevolmente l'efficienza e la sicurezza delle operazioni di manutenzione di FAST.

(Sinistra) Spider Man in microgravità sulla superficie riflettente di FAST (Destra) Bersaglio laser sulla superficie riflettente di FAST.

Robot FAST per la manutenzione del bersaglio laser

Test robotizzato sulla superficie riflettente FAST

Foto di gruppo dei membri del team, da sinistra: l'ingegnere senior Jiang Zhiqian e il ricercatore Zhu Lichun dell'Osservatorio Astronomico Nazionale dell'Accademia Cinese delle Scienze (NAO), il ricercatore Jing Fengshui, il dottorando Tao Rui e il dottorando Fu Yichen dell'Istituto di Automazione dell'Accademia cinese delle scienze (IAAS) e Song Benning dell'Osservatorio radioastronomico di Guizhou (GRAS).