Manta ajam: ROV tõukejõusüsteemi kontseptsiooni tõestus: 8 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Igal veealusel sõidukil on nõrkusi. Kõik, mis läbistab kere (uks, tross), on potentsiaalne leke ja kui miski peab nii kere läbistama kui ka samal ajal liikuma, suureneb lekke potentsiaal.

Selles juhendis kirjeldatakse ajamisüsteemi, mis välistab vajaduse veovõllide läbistamiseks ROV -i kerest ("Kaugjuhtimisega sõiduk" - juhtme kaudu juhitav robot -allveelaev) ning kõrvaldab ka reaalse võimaluse pöörlevate tiivikute segamiseks või kinnikiilumiseks. veealuste taimede või rippuvate joonte abil. See võib põhjustada ka sõidukeid, millel on palju vähem kahjulikku mõju elupaikadele, mida neid kasutatakse uurimiseks, kuna puudub "pesemine" ja kuna pöörlevate tiivikute puudumine vähendab looma vigastamise ohtu Manta Drive'is kohtumisi.

1. samm: kontseptsioon

Kogu Manta Drive'i idee oli inspireeritud akvaariumi külastamisest, kus avalikkus sai võimaluse juhtida väikeseid ROV -sid takistusterajal. Vaatasin esimest korda ROV -e ja mõistsin kahte asja:

• Vee jaoks oli palju kohti ROV -ide sisemusse jõudmiseks
• ROV -id ei tundunud õiged - need olid lihtsalt karbid ega tundunud ujumiseks mõeldud. Neil puudus elegants, mida ma ujumisloomadega seostan.

Hiljem hakati mõtlema ka võimsusele-ROVide kasutuses olnud suure pöördega tiivikud tundusid mulle võimuhimulised. Võin eksida ja pole testinud Manta Drive'i energiatarvet, kuid see on teisejärguline kaalutlus. Kui ma akvaariumis ekslesin, mängisid mu mõtted ROV -id ja avastasin, et võrdlen neid iga nähtud loomaga. Kuidas nad võrdlesid? Kas looma ujumisliigutust oleks võimalik elegantselt korrata, säilitades kere terviklikkuse*? Vaadates kalu nagu kiirteid, merikurke ja kivikalasid, mõistsin, et kõige elegantsem tõukejõu meetod oli lehviv uim. Mõistsin ka midagi olulist - kala ei leki. Pöörlev võll peab kere täielikult läbistama, töötades läbi kere augu. Teisest küljest võib edasi-tagasi liikumine (üles-alla) toimida läbi painduva, veekindla membraani, mida saab kindlalt fikseerida liikuvate osade ümber ilma rebimata. Lisaks mõistsin, et painduvad membraanid võivad kuluda, kuid magnetid mitte ja magnetid võivad piiranguteta toimida mis tahes mittemagnetiliste materjalide kaudu. Muutke kere jäigaks, kuid mittemagnetiliseks ning ajamissüsteemist tingitud lekete oht on täielikult välistatud._{* Oh, ma käisin seal hetkeks kogu Star Treki!}

Samm: materjalid ja tööriistad

Kõik, mida ma selle projekti jaoks tegelikult ostsin, olid magnetid - väikesed ebay ebameeldivad neodüümmagnetid. Ülejäänud oli valmistatud materjalist, mille olin juba oma kuuri varunud - puidujäägid, bambusvardad ja paar surnud pastapliiatsit. Sarnaselt mingeid spetsiaalseid tööriistu polnud vaja-noorem rauasaag, millel on terad puidu ja metalli jaoks, kuumliimipüstol, puur ja minu multitööriist. Tervis ja ohutus Kasutate kuumaid asju, teravaid asju ja väga vahvaid asju. Olge ettevaatlik. Olge eriti ettevaatlik neodüümmagnetitega - need võivad valusalt nipetada ja purunevad, kui neil lastakse koos lennata.

3. samm: raamid

Lõikasin kaks tühja pastapliiatsit viieks ligikaudu võrdseks pikkuseks-kolmeks, et võtta manta ribid, kaheks, et need välja jätta.

Raam ise on valmistatud kolmest puidujäätmetest lõigatud pikkusest - alus on umbes 10 cm pikk, otsasektsioonid on umbes 3 cm pikad ja puuritakse ülaosa lähedale, kasutades bambusvardadest sama läbimõõduga keerutit. Liimisin puidu kuumliimiga kokku, keerasin seejärel aukudest ja pliiatsitükkidest läbi bambuse.

4. samm: ribid

Manta Drive'i tõukejõudu kannavad lihtsad ribid. Need on ajamimehhanismiga ühendatud magnetite abil.

Lihtne. Keerasin bambusvardad magnetite aukudesse ja liimisin kuumalt kohale, seejärel liimisin bambuse raami kolmele pliiatsitükile.

Samm: tegelik ajam

Ribid on magnetjõuga ühendatud ajamimehhanismiga.

Valmis ROV -is liigutaksid sisemised magnetid tõenäoliselt mootorid või servod. Selles mudelis kasutasin lihtsalt rohkem hoobasid, ribide lühendatud versioone.

6. samm: ühendus ja draiv

Ajam ei ole ette nähtud magnetite otseseks kokkupuuteks ja see alistab objekti niikuinii.

Viimases ROV-is jääb ribide ja ajami vahele mittemagnetiline kere. Mittemagnetiline õhk teeb sama asja, nii et mul oli vaja ainult vaheseinte komplekti, et hoida kahte magnetikomplekti lahus. Rohkem puidujääke (6 cm pikkused, kui olete huvitatud) koos bambustükkidega, et vältida selle libisemist ühele küljele.

Samm: mudeli töötamine

Toimimine on põhimõtteliselt väga lihtne: kui hoovad liiguvad ROV -i sees, liiguvad selgrood väljapoole. Trikk on ribide liigutamine kasulikus järjestuses. Selles videos tegin lihtsa "sulg" rohkemast bambusest, libistas selle üle ajamihoobade ja kasutas seda hoobade liigutamiseks põhilainejärjestuses. Lõplikus ROV-is liigutaks hoobasid lihtsalt nukkvõll, mida juhib üks mootor. Parema juhtimise tagamiseks, võimaldades erineva pikkuse ja sagedusega "laineid", saaks iga hooba eraldi liigutada mikroprotsessoriga juhitava servomootori abil.

8. samm: tulevased sammud

Ilmselgelt ei aita 7. etapis esitatud mudel midagi. Valmis ROV -il on kere mõlemal küljel rida ribisid, oluliselt rohkem ribisid kui kolm. Ribide vahel on ROV -l kas üks membraan, nii et membraani lainetused tagavad tõukejõu. Laine suuna tagasipööramine muudab tõukejõu. Ma kavatsen, et see juhend oleks teistele vabalt kättesaadav, et neid ise ehitada ROV -id on palju odavamad kui praegu saadaolevad professionaalsed seadmed. Magnetühendusega ajamit kasutades oleks kere lihtne hankida ja hõlpsasti veekindlaks muuta. Ma kujutan ette, et see töötaks kenasti suure läbimõõduga plastkanalisatsioonitoru pikkusega kerena. Sobivad tihendusliitmikud võivad toru otsad kergesti sulgeda. Muudatusi, mis võimaldavad kaameral näha või juhtkaablit sisse lasta, saab väga hõlpsalt veekindlaks muuta, kuna need ei pea liikumist lubama. Tegelikuks kasutamiseks on Manta Drive'i toitega ROV -id eeldatavasti peamiselt hobi sõidukid, mida kasutatakse kohaliku basseini või kanali saladuste uurimiseks. Loodan siiski, et ajami võiksid võtta vastu "tõsised" teadlased, kuna seda saaks kasutada ROV -ide varglikumaks muutmiseks - sobiva kuju ja värviga kerega võib Manta Drive ROV -i maskeerida suureks kivikalaks või isegi tegelik Manta ray. See võimaldaks neil elusate kaladega loomulikumalt suhelda, sarnaselt BBC Robosharki või Draper Laboratory Robot Tunaga, kuid vähem hüppavaid tehnoloogilisi takistusi (ja palju odavamalt!)

Instructabeli ja RoboGames robotivõistluse teine auhind