A Manta Drive: a ROV meghajtórendszer koncepciójának bizonyítása: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Minden merülő járműnek vannak gyengeségei. Minden, ami átszúrja a hajótestet (ajtó, kábel) potenciális szivárgás, és ha valaminek egyszerre kell áthatolnia a hajótesten, és egyszerre kell mozognia, a szivárgás lehetősége megsokszorozódik.

Ez az útmutató leír egy olyan meghajtórendszert, amely kiküszöböli annak szükségességét, hogy a hajtótengelyek átszúrják a ROV ("Távirányítású jármű" - dróton keresztül vezérelt robot tengeralattjáró) hajótestét, és megszünteti a forgó járókerekek összegabalyodásának vagy elakadásának valódi lehetőségét. víz alatti növények vagy függő vonalak által. Emellett olyan járművek is kialakulhatnak, amelyek sokkal kevésbé károsítják az általuk vizsgált élőhelyeket a "mosás" hiánya miatt, és mivel a forgó járókerekek hiánya csökkenti a Manta Drive állatok sérülésének kockázatát találkozások.

1. lépés: A koncepció

A Manta Drive ötletét egy akvárium látogatása inspirálta, ahol a közönség lehetőséget kapott kis ROV -ok kipróbálására egy akadálypályán. Először megnéztem a ROV -okat, és két dologra jöttem rá:

• Sok hely volt, ahol a víz eljuthat a ROV -ok belsejébe
• A ROV -ok nem látszottak jól - csak dobozok voltak, és nem úgy néztek ki, mint az úszásra. Hiányzott belőlük az elegancia, amelyet az úszó állatokkal társítok.

Később az elmélkedés a hatalom figyelembevételével is megtörtént-a ROV-ok által használt nagy fordulatú járókerekek hataloméhesnek tűntek. Lehet, hogy tévedek, és nem teszteltem a Manta Drive energiafogyasztását, de ez másodlagos szempont. Ahogy vándoroltam az akváriumban, a ROV -ok játszottak a fejemben, és azon kaptam magam, hogy összehasonlítom őket minden állattal, amit láttam. Hogyan hasonlítottak össze? Lehet -e az állat úszó mozgását elegánsan megismételni, oly módon, hogy megőrizze a hajótest integritását*? A halakra, mint a sugarakra, a tengeri uborkára és a kőhalra nézve rájöttem, hogy a legelegánsabb meghajtó módszer a hullámzó uszony. Rájöttem egy fontos dologra is - a halak nem szivárognak. Egy forgó tengelynek teljesen át kell szúrnia a hajótestet, a hajótesten lévő lyukon keresztül. Másrészről, egy oda-vissza mozdulat (fel-le) egy rugalmas, vízálló membránon keresztül működhet, amely szilárdan rögzíthető a mozgó alkatrészek körül szakadás nélkül. Rájöttem továbbá, hogy a rugalmas membránok elhasználódhatnak, de a mágnesek nem, és a mágnesek minden nem mágneses anyagon korlátozás nélkül hathatnak. A hajótest legyen merev, de nem mágneses, és a hajtásrendszerből eredő szivárgás veszélye teljesen megszűnik._{* Ó, végigmentem a Star Trek -en egy másodpercre!}

2. lépés: Anyagok és eszközök

Valójában csak a mágneseket vásároltam ehhez a projekthez: kicsi, süllyesztett neodímium mágneseket az ebay -ről. A többi olyan anyagból készült, amelyet már raktam a fészerben - fahulladék, bambusz nyárs és pár halott golyóstoll. Hasonlóképpen, nem volt szükség speciális szerszámokra-fiatalabb fémfűrész fa és fém pengékkel, forró ragasztópisztoly, fúrógép és multiszerszámom. Egészség és biztonság Forró dolgokat, éles dolgokat és nagyon szeszélyes dolgokat fog használni. Legyen óvatos. Különösen vigyázzon a neodímium mágnesekkel - fájdalmasan csíphetnek, és összetörhetnek, ha együtt repülnek.

3. lépés: A keretek

Két üres golyóstollat öt nagyjából egyforma hosszúságúra vágtam-hármat, hogy elvegyem a manta bordáit, kettőt a helyükre.

Maga a keret három fából készült darabokból vágott hosszúságú - az alap körülbelül 10 cm hosszú, a végszakaszok körülbelül 3 cm hosszúak és a teteje közelében vannak fúrva, a bambusz nyársakkal azonos átmérőjű csavarhúzó segítségével. A faanyagot melegen ragasztottam, majd bambuszt átszúrtam a lyukakon és a tolldarabokon.

4. lépés: A bordák

A Manta Drive tényleges meghajtását egyszerű bordák hordozzák. Ezeket a mágnesek csatlakoztatják a hajtómechanizmushoz.

Könnyen. Bambusz nyársat fűztem a mágnesek lyukaiba, és a helyükre melegen ragasztottam, majd a bambuszt a keretben lévő három darab tollhoz ragasztottam.

5. lépés: A tényleges meghajtó

A bordák mágneses erőkön keresztül kapcsolódnak a hajtómechanizmushoz.

Egy kész ROV esetén a belső mágneseket valószínűleg motorok vagy szervók mozgatják. Ebben a modellben csak több kart, a bordák rövidített változatát használtam.

6. lépés: Csatlakozás és meghajtó

A hajtást nem arra tervezték, hogy a mágnesek közvetlen érintkezésben legyenek, és így is legyőzi a tárgyat.

Az utolsó ROV-ban nem mágneses hajótest lesz a bordák és a hajtás között. A nem mágneses levegő ugyanezt teszi, így csak egy távtartó készletre volt szükségem a két mágneskészlet széttartásához. Több fahulladék (6 cm hosszú, ha érdekli), bambuszdarabokkal, hogy megakadályozza az egyik oldalra csúszását.

7. lépés: A modell kidolgozása

A működés elvileg nagyon egyszerű: amikor a karok a ROV belsejében mozognak, a tüskék kívülről mozognak. A trükk az, hogy a bordákat hasznos sorrendben mozgatjuk. Ebben a videóban egy egyszerű "konzolt" készítettem több bambuszból, csúsztatta a meghajtó karok fölé, és arra használta, hogy a karokat alapvető hullámsorrendben mozgassa. A végső ROV-ban a karokat egyszerűen egyetlen motor hajtotta bütykös tengely mozgatná. A jobb vezérlés érdekében, lehetővé téve a különböző hosszúságú és frekvenciájú "hullámokat", minden kar külön-külön mozgatható egy mikroprocesszoros vezérlésű szervomotorral.

8. lépés: Jövőbeni lépések

Nyilvánvaló, hogy a 7. lépésben bemutatott modell semmit sem hajt. A kész ROV -nak egy sor bordája lesz a hajótest mindkét oldalán, lényegesen több borda, mint három. A bordák között a ROV -nak vagy egyetlen membránja lesz, így a membrán hullámai biztosítják a hajtóerőt. A hullám irányának megfordítása megfordítja a tolóerőt. Szándékomban áll, hogy ez az utasítás szabadon hozzáférhető legyen mások számára saját építésükhöz. A ROV -ok sokkal olcsóbbak, mint a jelenleg elérhető professzionális eszközök. A mágneses csatolású meghajtás használatával a hajótest könnyen előállítható és könnyen vízzáróvá tehető. Elképzelem, hogy jól működne, ha a hajótest nagy átmérőjű műanyag csővezeték. A megfelelő kompressziós szerelvények könnyen lezárhatják a cső végeit. A kamera látását vagy a vezérlőkábel bejuttatását lehetővé tevő módosítások nagyon könnyen vízzáróvá tehetők, mert nem kell engedélyezniük a mozgást. A tényleges használathoz a Manta Drive által hajtott ROV -ok várhatóan elsősorban hobbi járművek, amelyek a helyi uszoda vagy csatorna rejtelmeinek feltárására szolgálnak. Remélem azonban, hogy a meghajtót "komoly" kutatók is felvehetik, mivel fel lehet használni a ROV -ok lopakodóbbá tételéhez - megfelelő alakú és színű hajótesttel a Manta Drive ROV -ot nagy kőhalaknak lehet álcázni, vagy akár egy igazi Manta -sugár. Ez lehetővé tenné számukra, hogy természetes módon lépjenek kapcsolatba az élő halakkal, hasonlóan a BBC Robosharkjához vagy a Draper Laboratory Robot Tonhaljához, de kevesebb technológiai akadályt kell ugrani (és sokkal olcsóbban!)

Második díj az Instructables és RoboGames robotversenyen