Manta Drive: Dôkaz koncepcie pohonného systému ROV .: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Každé ponorné vozidlo má svoje slabé stránky. Všetko, čo prerazí trup (dvere, kábel), je potenciálnym únikom, a ak niečo musí súčasne preraziť trup a pohybovať sa, potenciál úniku sa znásobí.

Tento návod popisuje pohonný systém, ktorý eliminuje potrebu hnacích hriadeľov preraziť trup vozidla ROV („diaľkovo ovládané vozidlo“- robotická ponorka ovládaná pomocou drôtu), a taktiež odstraňuje skutočnú možnosť zamotania alebo zaseknutia rotujúcich obežných kolies. podvodnými rastlinami alebo visiacimi šnúrami. Mohlo by to tiež viesť k vzniku vozidiel, ktoré majú oveľa menej škodlivý vplyv na biotopy, ktoré sa používajú na skúmanie, z dôvodu chýbajúceho „umývania“a nedostatku rotujúcich obežných kolies zníži riziko zranenia zvierat, pretože Manta Drive stretnutia.

Krok 1: Koncept

Celá myšlienka Manta Drive bola inšpirovaná návštevou akvária, kde mala verejnosť možnosť pilotovať malé ROV po prekážkovej dráhe. Prvýkrát som sa pozrel na ROV a uvedomil som si dve veci:

• Bolo veľa miest, kde sa voda mohla dostať do útrob ROV
• ROV nevyzerali správne - boli to len škatule a nevyzerali tak, že by plávali. Chýbala im elegancia, ktorú si spájam s plávajúcimi zvieratami.

Neskôr sa začalo uvažovať aj o moci-vysoko revolučné obežné kolesá, ktoré používali ROV, mi pripadali hladní po moci. Môžem sa mýliť a netestoval som spotrebu energie Manta Drive, ale toto je druhoradá úvaha. Keď som sa túlal po akváriu, ROV mi hrali v mysli a zistil som, že ich porovnávam s každým zvieraťom, ktoré som videl. Ako to porovnávali? Dalo by sa elegantne opakovať plávanie zvieraťa spôsobom, ktorý by udržal celistvosť trupu*? Pri pohľade na ryby ako lúče, morské uhorky a kamienky som si uvedomil, že najelegantnejšou metódou pohonu bola mávajúca plutva. Tiež som si uvedomil jednu dôležitú vec - ryby netečú. Rotujúci hriadeľ musí úplne preraziť trup a pracovať cez otvor v trupu. Na druhej strane, vratný pohyb (hore-dole) mohol fungovať cez flexibilnú, vodotesnú membránu, ktorá sa dala pevne pripevniť okolo akýchkoľvek pohyblivých častí bez trhania. Ďalej som si uvedomil, že flexibilné membrány sa môžu opotrebovať, ale magnety nie a magnety môžu pôsobiť cez akékoľvek nemagnetické materiály bez obmedzenia. Trup je tuhý, ale nemagnetický a riziko únikov v dôsledku pohonného systému je úplne vylúčené._{* Ach, na chvíľu som tam išiel celý Star Trek!}

Krok 2: Materiály a nástroje

Jediné, čo som v skutočnosti kúpil pre tento projekt, boli magnety - malé, zapustené neodymové magnety z ebay. Zvyšok bol vyrobený z materiálu, ktorý som už mal uskladnený v kôlni - šrotového dreva, bambusových špajlí a dvojice mŕtvych guľôčkových pier. Podobne neboli potrebné žiadne špeciálne nástroje-mladšia píla s pílovými listami na drevo a kov, horúca lepiaca pištoľ, vŕtačka a môj multifunkčný nástroj. Zdravie a bezpečnosť Budete používať horúce veci, ostré veci a veľmi šikovné veci. Buďte opatrní. Buďte zvlášť opatrní pri neodymových magnetoch - môžu bolestivo štípať a ak sa nechajú lietať spoločne, rozbijú sa.

Krok 3: Rámy

Dve prázdne guľôčkové perá som nastrihal na päť zhruba rovnakých dĺžok-tri, aby som zobral mantovým rebrám, dve ich vyložili.

Samotný rám je vyrobený z troch dĺžok vyrezaných zo šrotu - základňa je dlhá asi 10 cm, koncové časti sú asi 3 cm dlhé a vyvŕtané v hornej časti pomocou špirálového nástavca rovnakého priemeru ako bambusové špajle. Drevo som zlepil dohromady a potom prevliekol bambus cez otvory a kúsky pera.

Krok 4: Rebrá

Vlastný pohon Manta Drive je nesený jednoduchými rebrami. Tieto sú spojené s hnacím mechanizmom pomocou magnetov.

Ľahko. Do otvorov magnetov som navliekol bambusové špajle a zalepil ich na mieste za tepla, potom som bambus prilepil k trom kúskom pera na ráme.

Krok 5: Skutočný disk

Rebrá sú magnetickými silami spojené s hnacím mechanizmom.

V hotovom ROV by boli vnútorné magnety pravdepodobne posunuté motormi alebo servom. V tomto modeli som použil viac páčok, skrátené verzie rebier.

Krok 6: Pripojenie a disk

Pohon nie je určený na to, aby boli magnety v priamom kontakte, a napriek tomu predmet porazí.

V záverečnom ROV bude medzi rebrami a pohonom nemagnetický trup. Nemagnetický vzduch robí to isté, takže som potreboval iba sadu rozperiek, ktoré držia tieto dve sady magnetov od seba. Viac šrotu (6 cm dlhé, ak máte záujem) s kúskami bambusu, ktoré zabránia skĺznutiu na jednu stranu.

Krok 7: Práca s modelom

Obsluha je v zásade veľmi jednoduchá: keď sa páky pohybujú vo vnútri ROV, tŕne sa pohybujú zvonku. Trikom je pohybovať rebrami v užitočnom poradí. V tomto videu som vyrobil jednoduchý „držiak“z viac bambusu, prevliekol ho cez hnacie páky a použil ho na pohyb pák v základnom slede vĺn. V konečnom ROV by sa páky pohybovali jednoducho vačkovým hriadeľom poháňaným jediným motorom. Pre väčšiu kontrolu, umožňujúcu „vlny“rôznej dĺžky a frekvencie, bolo možné každou pákou pohybovať jednotlivo pomocou servomotora riadeného mikroprocesorom.

Krok 8: Budúce kroky

Je zrejmé, že model uvedený v kroku 7 nebude nič poháňať. Hotový ROV bude mať po každej strane trupu rad rebier, výrazne viac rebier ako tri. Medzi rebrami bude mať ROV buď jednu membránu, takže zvlnenie v membráne poskytne hnaciu silu. Obrátenie smeru vlny obráti ťah. Mám v úmysle, aby bol tento návod voľne dostupný pre ostatných na stavbu vlastných. ROV sú oveľa lacnejšie ako v súčasnosti dostupné profesionálne zariadenia. Pomocou pohonu s magnetickým spojením by bolo možné ľahko získať trup a vodotesný. Myslím, že by to fungovalo dobre s dĺžkou plastového kanalizačného potrubia veľkého priemeru ako trupu. Zodpovedajúce kompresné tvarovky môžu ľahko uzavrieť konce potrubia. Úpravy, ktoré dovoľujú kamere vidieť, alebo prechod ovládacieho kábla, môžu byť veľmi ľahko vodotesné, pretože nebudú musieť umožňovať pohyb. Pri skutočnom použití budú ROV poháňané Manta Drive, predpokladám, hlavne hobby vozidlá, slúžiace na objavovanie záhad miestneho kúpaliska alebo kanála. Dúfal by som však, že pohonu by sa mohli chopiť „seriózni“vedci, pretože by ho bolo možné použiť na zaistenie nenápadnejších ROV - s trupom vhodne tvarovaným a zafarbeným by mohol byť Manta Drive ROV maskovaný ako veľká kamenná rybka, príp. dokonca aj skutočný Manta ray. To im umožní prirodzenejšiu interakciu so živými rybami, podobným spôsobom ako robotický tuniak BBC, Roboshark alebo Robaper Laboratory, ale s menším počtom technologických prekážok na skok (a oveľa lacnejšie!)

Druhá cena v súťaži robotov Instructables a RoboGames