Manta Drive: dovada conceptului pentru un sistem de propulsie ROV .: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Fiecare vehicul submersibil are puncte slabe. Tot ceea ce străpunge corpul (ușa, cablul) este o potențială scurgere și, dacă ceva trebuie să străpungă corpul și să se miște în același timp, potențialul de scurgere se înmulțește.

Acest instructable descrie un sistem de acționare care elimină necesitatea arborilor de acționare pentru a străpunge corpul unui ROV („Vehicul operat de la distanță” - un submarin robot controlat prin cablu) și, de asemenea, elimină posibilitatea reală de rotire a rotorilor care se încurcă sau se blochează de plante subacvatice sau linii agățate. De asemenea, ar putea da naștere vehiculelor care au un efect mult mai puțin dăunător asupra habitatelor pe care sunt utilizate pentru a le investiga, din cauza lipsei unei „spălări” și a lipsei rotorilor rotative va reduce riscul de rănire a animalelor. întâlniri.

Pasul 1: Conceptul

Întreaga idee a Manta Drive a fost inspirată de o vizită la un acvariu unde membrii publicului au avut șansa să piloteze mici ROV-uri în jurul unui curs de obstacole. Am privit prima dată ROV-urile și am realizat două lucruri:

• Erau o mulțime de locuri pentru ca apa să ajungă în interiorul ROV-urilor
• ROV-urile nu arătau bine - erau doar cutii și nu păreau concepute să înoate. Le-a lipsit eleganța pe care o asociez animalelor de înot.

Ulterior, meditația a ajuns să ia în considerare puterea - rotorele cu înaltă revoluție folosite de ROV-uri mi s-au părut înfometate de putere. S-ar putea să mă înșel și nu am testat consumul de energie al Manta Drive, dar acesta este un aspect secundar. În timp ce rătăceam în acvariu, ROV-urile mi-au jucat în minte și m-am trezit comparându-le cu fiecare animal pe care l-am văzut. Cum s-au comparat? Mișcarea de înot a animalului ar putea fi reprodusă elegant, într-un mod care să mențină integritatea corpului *? Uitându-mă la pești precum razele, castraveții de mare și peștii de piatră, mi-am dat seama că cea mai elegantă metodă de propulsie a fost aripa fluturătoare. De asemenea, mi-am dat seama de ceva important - peștii nu se scurg. Un arbore rotativ trebuie să străpungă complet carena, lucrând printr-o gaură din carena. Pe de altă parte, o mișcare alternativă (sus-jos) ar putea funcționa printr-o membrană flexibilă, impermeabilă, care ar putea fi fixată ferm în jurul oricărei părți în mișcare, fără a se rupe. Mi-am dat seama în continuare că membranele flexibile se pot uza, dar magneții nu, iar magneții pot acționa prin orice materiale nemagnetice fără restricții. Faceți carena rigidă, dar nemagnetică, iar riscul de scurgeri datorită sistemului de acționare este complet eliminat._{* Oh, am mers la Star Trek pentru o secundă acolo!}

Pasul 2: Materiale și instrumente

Tot ce am cumpărat de fapt pentru acest proiect au fost magneții - magneți mici de neodim, înfundați de pe ebay. Restul a fost făcut din material pe care l-am depozitat deja în magazie - cherestea de fier vechi, frigarui de bambus și o pereche de pixuri cu bilă moarte. nu erau necesare instrumente de specialitate - un ferăstrău junior cu lame pentru lemn și metal, un pistol cu lipici fierbinte, burghiu și instrumentul meu multiplu. Aveți grijă. Aveți grijă deosebită cu magneții de neodim - aceștia se pot rupe dureros și se vor sfărâma dacă li se permite să zboare împreună.

Pasul 3: Cadrele

Am tăiat două pixuri goale goale în cinci lungimi aproximativ egale fiecare - trei pentru a lua coastele mantei, două pentru a le distanța.

Cadrul în sine este realizat din trei lungimi tăiate din resturi de lemn - baza are aproximativ 10 cm lungime, secțiunile de capăt sunt de aproximativ 3 cm lungime și găurite în apropierea vârfului, folosind un bit de răsucire cu același diametru ca frigăruile de bambus. Am lipit lemnul la cald, apoi am infiletat bambusul prin gauri si bucatile de pix.

Pasul 4: coastele

Propulsia propriu-zisă a Manta Drive este purtată de nervuri simple. Acestea sunt cuplate la mecanismul de acționare de către magneți.

Uşor. Am infiletat frigarui de bambus in orificiile magnetilor si le-am lipit la cald, apoi am lipit bambusul de trei din bucatile de stilou de pe cadru.

Pasul 5: Unitatea reală

Nervurile sunt conectate, prin intermediul forțelor magnetice, la mecanismul de acționare.

Într-un ROV finit, magneții interni ar fi probabil mișcați de motoare sau servo. În acest model, am folosit doar mai multe pârghii, versiuni scurtate ale coastelor.

Pasul 6: Conexiune și unitate

Unitatea nu este destinată ca magneții să fie în contact direct și oricum învinge obiectul.

În ROV-ul final, va exista o carenă nemagnetică între nervuri și unitate. Aerul nemagnetic face același lucru, așa că nu aveam nevoie decât de un set de distanțiere pentru a ține cele două seturi de magneți în afară. Mai multe cherestea (6cm lungime, dacă sunteți interesat), cu bucăți de bambus pentru a opri alunecarea într-o parte.

Pasul 7: Lucrul modelului

Funcționarea este, în principiu, foarte simplă: atunci când pârghiile se mișcă în interiorul ROV, coloanele vertebrale se deplasează în exterior. Trucul este de a muta coastele într-o succesiune utilă. În acest videoclip, am făcut o simplă „paranteză” din mai mult bambus, a alunecat-o peste pârghiile de acționare și a folosit-o pentru a muta pârghiile într-o secvență de undă de bază. Pentru mai mult control, permițând „unde” de lungime și frecvență diferite, fiecare pârghie ar putea fi deplasată individual de un servo-motor controlat de microprocesor.

Pasul 8: Pași viitori

În mod evident, modelul prezentat la pasul 7 nu va conduce nimic. Un ROV terminat va avea un rând de nervuri pe fiecare parte a corpului, semnificativ mai multe nervuri decât trei. Între nervuri, ROV va avea fie o singură membrană, astfel încât ondulațiile din membrană vor oferi forța de propulsie. Inversarea direcției undei inversează împingerea. Intenționez ca acest instructiv să fie disponibil în mod liber pentru ceilalți să-l folosească pentru a-și construi propria lor. ROV-urile sunt mult mai ieftine decât dispozitivele profesionale disponibile în prezent. Folosind unitatea cuplată magnetic, corpul ar putea fi ușor de sursat și ușor de etanșat la apă. Îmi imaginez că ar funcționa frumos cu o lungime a țevii de canalizare din plastic cu diametru mare ca și corpul navei. Fitingurile de compresie potrivite pot închide cu ușurință capetele țevii. Modificările pentru a permite unei camere să vadă sau un cablu de control să treacă pot fi etanșe foarte ușor, deoarece nu vor trebui să permită mișcarea. vehicule hobby, utilizate pentru a explora misterele piscinei sau canalului local. Cu toate acestea, aș spera că unitatea ar putea fi preluată de cercetători „serioși”, deoarece ar putea fi utilizată pentru a face ROV-urile mai sigure - cu un corp în formă și colorate corespunzător, un ROV Manta Drive ar putea fi deghizat într-un pește mare sau chiar o rază Manta propriu-zisă. Acest lucru le-ar permite să interacționeze cu peștii vii mai natural, într-un mod similar cu Roboshark de la BBC sau Robot Tuna din Laboratorul Draper, dar cu mai puține obstacole tehnologice de salt (și mult mai ieftin!)

Premiul II la concursul de roboți Instructables și RoboGames