Манипулятор (механизм)

В основе манипуляторов лежат пространственные механизмы с несколькими степенями свободы. Манипуляторы могут выполнять работы в средах, недоступных или опасных для человека, таких как подводные глубины, вакуум, зоны радиоактивного излучения и другие агрессивные среды, а также выполнять вспомогательные задачи на производстве. В медицине манипуляторы применяются, например, в области протезирования. Изучением манипуляторов занимается теория манипуляторов, которая является частью теории машин и механизмов. В узком смысле под манипулятором понимается механическая рука. В современной медицине применяются системы с силовой обратной связью (например, da Vinci 5), а также ведутся успешные испытания автономных роботов-хирургов^[1][2].

Манипуляторы разделяют на управляемые человеком и автоматические (роботы-манипуляторы как разновидность роботов). Развитие манипуляторов привело к созданию промышленных роботов. При проектировании механизмов-манипуляторов необходимо решать задачи обеспечения манёвренности, устойчивости в работе, корректного соотношения полезных и холостых ходов. В некоторых случаях требуется проектировать такие системы, в которых оператор чувствует усилие, приложенное к рабочему органу или грузозахвату. Для передачи усилия оператору активно разрабатываются современные системы тактильной и силовой обратной связи, включая гибкие сенсоры^[3].

Ведётся внедрение комплексов промышленных манипуляционных роботов в образовательный процесс^[4]. Подготовка кадров в России регламентируется актуальными ФГОС по мехатронике и робототехнике^[5], а для унификации внедряются новые национальные стандарты (ГОСТ)^[6].

• Манипулятор (в горном деле) — основной механизм буровой каретки, предназначенный для перемещения автоподающего устройства с перфоратором (бурильной машиной) в призабойном пространстве.
• Манипулятор (в металлургии) — машина для выполнения вспомогательных операций по изменению положения заготовки при обработке металлов давлением. Выделяют прокатные и ковочные манипуляторы. В кузнечных и прокатных цехах применяют подвесные и напольные манипуляторы, относящиеся к устройствам типа кантователей (механизмов для переворачивания изделий).
• Манипулятор (в ядерной энергетике) — устройство для работы с радиоактивными веществами без прямого контакта человека с ними.
• Манипуляторы устанавливаются на гидростаты для выполнения океанографических и иных работ на глубинах.
• Платформа Гью — Стюарта — разновидность параллельного манипулятора с октаэдрической компоновкой, обладающая шестью степенями свободы. Используется в станкостроении, подводных исследованиях, авиационных спасательных операциях, тренажёрах для лётчиков, для позиционирования спутниковых антенн, в телескопах и ортопедической хирургии.
• Кран-манипулятор — мобильная грузоподъёмная машина, представляющая собой грузоподъёмный кран стрелового типа, установленный на автомобильном шасси и предназначенный для его погрузки и разгрузки^[7]. Для судовых кранов-манипуляторов на судах смешанного плавания требуется двойная сертификация (РМРС и РКО)^[8].
• 6-осевые промышленные и коллаборативные роботы-манипуляторы — серийно производятся в РФ (например, компаниями «Русский Робот», «Промобот»)^[9].
• Антропоморфные роботы-манипуляторы — предназначены для автономной работы (например, российский прототип Aidol)^[10].

Развитие производства промышленных манипуляторов в России поддерживается государством в рамках национального проекта «Средства производства и автоматизации». Программа включает предоставление субсидий и льгот для предприятий^[11][12]. По итогам 2025 года в стране было произведено 414 промышленных роботов.

Исследователи из университета имени Бен-Гуриона (англ. Ben-Gurion University, Израиль) разработали новый тип манипулятора для роботов, что позволяет им выполнять широкий спектр задач — от сбора овощей и фруктов на сельскохозяйственных угодьях до обслуживания спутников на околоземной орбите. Манипулятор MASR (англ. minimally actuated serial robot) — вариант робота-змеи, собранного из последовательных сегментов, приводимых в движение отдельными двигателями; в данной конструкции используется только два двигателя — один для перемещения по основанию, другой для изгиба манипулятора в нужном месте и направлении.

В мае 2026 года стартап Orbit Robotics представил четырёхрукого робота-андроида HELIOS, предназначенного для работы в условиях микрогравитации на космических станциях. Особенностью конструкции является отсутствие ног, вместо которых установлена вторая пара манипуляторов. Это позволяет роботу одновременно перемещаться по отсекам, удерживаться за поверхности и выполнять различные операции. В суставах HELIOS вместо традиционных жёстких механизмов используются тросы и катушки, что снижает вес устройства и позволяет безопасно работать с чувствительным оборудованием. Робот создан для помощи астронавтам в обслуживании аппаратуры и разгрузке грузов^[13].