Калькулятор робототехники
Кинематика манипулятора, расчёт приводов и редукторов, планирование траекторий, силы захвата, энергопотребление и экономика роботизации.
Робототехника: основы проектирования
Робототехника — междисциплинарная область инженерии, объединяющая механику, электронику, информатику и теорию управления. Промышленный робот-манипулятор представляет собой кинематическую цепь из звеньев и сочленений (обычно 4‑7 степеней свободы), оснащённую сервоприводами, датчиками и контроллером.
Проектирование робота включает: кинематический анализ (определение рабочей зоны и достижимости), динамический расчёт (моменты, силы, инерция), выбор приводов и редукторов, планирование траекторий (оптимизация времени цикла), проектирование захватного устройства и оценкуэкономической эффективности роботизации.
Кинематика и динамика манипуляторов
Метод Денавита-Хартенберга (DH) — стандартный способ описания кинематики последовательных манипуляторов. Каждое сочленение описывается четырьмя параметрами: угол поворота θ, смещение d, длина звена a и угол закручивания α. Матрица однородного преобразования 4×4 связывает системы координат соседних звеньев.
Якобиан робота связывает скорости в пространстве сочленений со скоростями конечного эффектора. Определитель якобиана характеризует манипулируемость — способность робота двигаться в любом направлении. Вблизи сингулярных конфигураций (определитель близок к нулю) робот теряет одну или несколько степеней свободы.
🦾Кинематика
Прямая и обратная задача, рабочая зона, DH-параметры, якобиан, сингулярности.
⚙️Приводы
Сервоприводы, шаговые двигатели, редукторы Harmonic Drive, циклоидные.
💰Экономика
ROI роботизации, срок окупаемости, NPV, OEE, сравнение с ручным трудом.
6 модулей калькулятора робототехники
Комплексный инструмент для расчёта и проектирования роботов: от кинематики манипулятора до экономики роботизации
Кинематика манипулятора
Прямая кинематика 2-3 DOF, DH-параметры, рабочая зона, показатель манипулируемости, положение конечного эффектора.
Расчёт привода
Момент от гравитации и инерции, выбор двигателя и редуктора, мощность, скорость вала, рекомендации по типу.
Планирование траектории
Point-to-point перемещение, трапецеидальный профиль скорости, время цикла, линейная интерполяция, производительность.
Расчёт захвата
Сила зажима с учётом трения и запаса, давление контакта, момент захвата, рекомендации по типу привода.
Энергопотребление
Мощность по осям, среднее/пиковое потребление, автономность от батареи, стоимость электроэнергии за смену.
Экономика роботизации
Замена труда, срок окупаемости, ROI за 5 лет, NPV, влияние OEE, плотность роботов по странам.
Технологии робототехники
Типы роботов
- • Шарнирный (6-осевой) — универсальный промышленный
- • SCARA — быстрый, для сборки и упаковки
- • Дельта — сверхбыстрый, для лёгких деталей
- • Декартов (портальный) — большая рабочая зона
- • Коллаборативный (кобот) — безопасная работа с людьми
Приводы и датчики
- • AC серво — основной привод промышленных роботов
- • Harmonic Drive — волновой редуктор, нулевой люфт
- • Энкодер — абсолютный/инкрементный, до 20 бит
- • Силомоментный датчик — 6 осей, для коботов
- • Машинное зрение — камеры 2D/3D, лидары
Применения
- • Сварка — дуговая, точечная, лазерная
- • Паллетирование — укладка, упаковка
- • Сборка — электроника, автомобили
- • Обработка — шлифовка, полировка, фрезеровка
- • Логистика — AGV, AMR, складские роботы
Робототехника в России
Российские производители
- • Аркодим — промышленные роботы-манипуляторы (Казань)
- • Промобот — сервисные роботы, экспорт в 40+ стран (Пермь)
- • Эйдос-Робототехника — коботы и мобильные роботы (Казань)
- • НПО Андроидная техника — антропоморфные роботы (Магнитогорск)
- • Рекорд-Инжиниринг — роботизированные сварочные комплексы
Перспективы и программы
- • Стратегия-2030 — нацпроект по развитию робототехники
- • НТИ Технет — передовые производственные технологии
- • НАР — Национальная ассоциация робототехники
- • Импортозамещение — разработка отечественных редукторов и контроллеров
- • Рост рынка — ~30% ежегодного роста промышленной робототехники в РФ
Как использовать калькулятор робототехники
Выберите модуль расчёта
Калькулятор содержит 6 модулей: кинематика (прямая задача, DH-параметры), привод (момент, мощность, редуктор), траектория (время цикла, интерполяция), захват (сила зажима), энергия (потребление, батарея), экономика (ROI, окупаемость). Переключайтесь между вкладками.
Введите параметры робота
Задайте размеры звеньев и углы для кинематики, массу нагрузки и параметры редуктора для привода, координаты точек для траектории. Значения по умолчанию соответствуют типичному среднему промышленному роботу.
Анализируйте результаты
Все вычисления производятся мгновенно при изменении параметров. Обратите внимание на выделенные результаты - это ключевые показатели: положение эффектора, момент двигателя, время цикла, сила захвата, автономность, срок окупаемости.
Оптимизируйте проект
Используйте рекомендации по выбору двигателей, редукторов и типов захвата. Оцените экономическую целесообразность с помощью модуля экономики. Варьируйте параметры для поиска оптимального решения.
Часто задаваемые вопросы
Похожие инструменты
Калькулятор прогноза финиша марафона
Прогноз времени финиша на марафоне и полумарафоне по результатам коротких дистанций. Формулы Ригеля, Кэмерона, VO2max.
Калькулятор виноделия
Расчёт параметров сусла, брожения, купажирования и выхода вина. По нормам ГОСТ 32030-2013 и требованиям Росалкогольрегулирования.
Калькулятор экологии
Рост популяции, индексы Шеннона и Симпсона, модель Лотки-Вольтерра, экологический след, метод повторного отлова, таблицы выживаемости.
Калькулятор HVAC (кондиционирование)
BTU сплит-системы и секции радиаторов по площади и теплопотерям. Физика теплопередачи.
Калькулятор обработки аудио: sample rate, сжатие, латентность, FFT, LUFS
Профессиональный калькулятор аудиообработки: размер WAV/AIFF по sample rate и bit depth, сжатие MP3/AAC/FLAC/Opus, латентность буфера ASIO/CoreAudio, конвертер частот и нот (MIDI), громкость LUFS для стриминга и оценка DSP-нагрузки (FFT).
Калькулятор игровой физики: баллистика, коллизии, rigid body, частицы
Комплексный инструмент для геймдев-разработчиков. Расчёт траектории снаряда, обнаружение столкновений (AABB, круги), физический тайм-степ, система частиц, динамика твёрдого тела и A* pathfinding.
Калькулятор сечения провода (ПУЭ)
Сечение кабеля по мощности и току. Падение напряжения, медь/алюминий. По ПУЭ 7 для 220В и 380В.
Калькулятор раскроя листового материала (Nesting)
Оптимизация раскроя листов. Расчет количества деталей, схемы резки и отходов с учетом ширины пропила (kerf).
Калькулятор мануальной терапии: ВАШ, ODI, NDI, Кобб и ROM позвоночника
Расчёты мануальной терапии: шкала боли ВАШ/NRS, индекс Освестри (ODI), NDI, угол Кобба, ROM позвоночника, Roland-Morris.
Калькулятор технического обслуживания (ТОиР)
Расчёты ТОиР: MTBF/MTTR, планирование ТО, стоимость простоя, запчасти, предиктивное ТО
Калькулятор расхода краски
Краска для стен, потолка или фасада. Учёт слоёв, типа поверхности и марки. В литрах и банках.
Калькулятор темпа плавания
Рассчитайте темп плавания, время на дистанции, SWOLF и CSS (критическую скорость плавания). Для пловцов и триатлетов.
Калькулятор RLC
Расчет параметров конденсаторов и индуктивностей, постоянной времени RC/RL цепей и резонанса LC контура.
Калькулятор аудиологии: PTA, потеря слуха, шум и слуховой аппарат
Аудиологические расчёты онлайн: PTA (средний порог), процент потери слуха, подбор слухового аппарата, доза шума TWA, SRT/SDS.
Калькулятор налога на имущество
Рассчитайте налог на имущество физических лиц и земельный налог по кадастровой стоимости. Учет вычетов и льгот по НК РФ.
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.