Manta Drive: Důkaz koncepce pohonného systému ROV .: 8 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Každé ponorné vozidlo má své slabé stránky. Všechno, co prorazí trup (dveře, kabel), je potenciální netěsnost, a pokud něco musí současně prorazit trup a pohybovat se, potenciál úniku se znásobí.

Tento Instructable nastiňuje pohonný systém, který eliminuje potřebu hnacích hřídelí prorazit trup ROV („Remotely Operated Vehicle“- robotická ponorka ovládaná pomocí drátu), a také odstraňuje velmi reálnou možnost zamotání nebo zaseknutí rotujících oběžných kol podvodními rostlinami nebo závěsnými šňůrami. Mohlo by to také vést k vozidlům, která mají mnohem méně škodlivý účinek na stanoviště, která jsou využívána ke zkoumání, kvůli chybějícímu „mytí“a kvůli nedostatku rotujících oběžných kol sníží riziko poranění zvířat Manta Drive setkání.

Krok 1: Koncept

Celá myšlenka Manta Drive byla inspirována návštěvou akvária, kde měla veřejnost možnost pilotovat malé ROV na překážkové dráze. Poprvé jsem se podíval na ROV a uvědomil jsem si dvě věci:

• Byla spousta míst, kde se voda mohla dostat do útrob ROV
• ROVy nevypadaly správně - byly to jen krabice a nevypadaly, že by plavaly. Chyběla jim elegance, kterou si spojuji s plavacími zvířaty.

Později se začalo uvažovat o moci-vysokorychlostní oběžná kola používaná ROV mi připadala jako hladová po moci. Možná se mýlím a spotřebu energie Manta Drive jsem netestoval, ale toto je druhotné hledisko. Když jsem bloudil po akváriu, ROV mi hrály v mysli a já jsem zjistil, že je porovnávám s každým zvířetem, které jsem viděl. Jak se srovnávali? Mohl by být pohyb plavání zvířete elegantně replikován způsobem, který by udržoval celistvost trupu*? Při pohledu na ryby jako paprsky, mořské okurky a kamenné ryby jsem si uvědomil, že nejelegantnější metodou pohonu byla mávající ploutev. Také jsem si uvědomil něco důležitého - ryby netečou. Rotující hřídel musí úplně prorazit trup a pracovat otvorem v trupu. Na druhou stranu, vratný pohyb (nahoru a dolů) by mohl fungovat přes pružnou, vodotěsnou membránu, která by mohla být pevně upevněna kolem jakýchkoli pohybujících se částí bez trhání. Dále jsem si uvědomil, že pružné membrány se mohou opotřebovat, ale magnety ne a magnety mohou působit prostřednictvím jakýchkoli nemagnetických materiálů bez omezení. Udělejte trup tuhý, ale nemagnetický, a riziko úniků v důsledku hnacího systému je zcela eliminováno._{* Ach, na vteřinu jsem tam šel celý Star Trek!}

Krok 2: Materiály a nástroje

Jediné, co jsem pro tento projekt skutečně koupil, byly magnety - malé, zapuštěné neodymové magnety z ebay. Zbytek byl vyroben z materiálu, který jsem již měl v kůlně - šrotové dřevo, bambusové špejle a pár mrtvých propisovacích per. nebyly vyžadovány žádné speciální nástroje-juniorská pila s pilovými listy na dřevo a kov, horkovzdušná pistole, vrtačka a můj multifunkční nástroj. Zdraví a bezpečnost Budete používat horké věci, ostré věci a velmi svižné věci. Buďte opatrní. Zvláště opatrní buďte s neodymovými magnety - mohou bolestivě štípat a roztříští se, pokud jim dovolí létat společně.

Krok 3: Rámy

Rozstříhal jsem dvě prázdná propisky na pět zhruba stejných délek-tři, abych vzal žebra manty, dvě, abych je uvolnil.

Samotný rám je vyroben ze tří délek vyřezaných ze šrotu - základna je dlouhá asi 10 cm, koncové části jsou asi 3 cm dlouhé a vyvrtané v horní části pomocí závitu, který má stejný průměr jako bambusové špejle. Slepil jsem dřevo za tepla a poté provlékl bambus otvory a kousky pera.

Krok 4: Žebra

Vlastní pohon Manta Drive se nese pomocí jednoduchých žeber. Ty jsou s hnacím mechanismem spojeny magnety.

Snadný. Do otvorů magnetů jsem navlékl bambusové špejle a nalepil je za tepla, poté jsem bambus nalepil na tři kusy pera na rámu.

Krok 5: Skutečný disk

Žebra jsou magnetickými silami spojena s hnacím mechanismem.

V hotovém ROV by vnitřní magnety pravděpodobně pohybovaly motory nebo serva. V tomto modelu jsem použil více páček, zkrácené verze žeber.

Krok 6: Připojení a disk

Pohon není určen k tomu, aby byly magnety v přímém kontaktu, a přesto objekt porazí.

V závěrečném ROV bude mezi žebry a pohonem nemagnetický trup. Nemagnetický vzduch dělá totéž, takže jsem potřeboval jen sadu distančních vložek, které by držely obě sady magnetů od sebe. Více šrotu (6 cm dlouhé, pokud vás to zajímá) s kousky bambusu, které zabrání sklouznutí na jednu stranu.

Krok 7: Práce s modelem

Obsluha je v zásadě velmi jednoduchá: když se páky pohybují uvnitř ROV, trny se pohybují zvenčí. Trik spočívá v pohybu žeber v užitečné sekvenci. V tomto videu jsem vytvořil jednoduchý „držák“z více bambusu, převlékl ji přes hnací páky a použil ji k pohybu páček v základním sledu vln. V konečném ROV by se páky pohybovaly jednoduše vačkovým hřídelem poháněným jediným motorem. Pro větší kontrolu, umožňující „vlny“různé délky a frekvence, bylo možné každou páku pohybovat jednotlivě pomocí servomotoru řízeného mikroprocesorem.

Krok 8: Budoucí kroky

Je zřejmé, že model představený v kroku 7 nebude nic řídit. Hotový ROV bude mít řadu žeber po každé straně trupu, výrazně více žeber než tři. Mezi žebry bude mít ROV buď jedinou membránu, takže zvlnění v membráně poskytne propulzní sílu. Obrácení směru vlny obrátí tah. Mám v úmyslu tento Instructable být volně dostupný pro ostatní, aby si mohli stavět vlastní ROV je mnohem levnější než v současnosti dostupná profesionální zařízení. Pomocí pohonu s magnetickým spojením by trup mohl být snadno získatelný a snadno vodotěsný. Představuji si, že by to fungovalo dobře s délkou plastového kanalizačního potrubí velkého průměru jako trupu. Odpovídající kompresní tvarovky mohou snadno uzavřít konce potrubí. Úpravy umožňující kameru vidět ven nebo průchod ovládacího kabelu mohou být velmi snadno vodotěsné, protože nebudou muset umožňovat pohyb. Pro skutečné použití budou ROV poháněné Manta Drive, očekávám, hlavně hobby vozy, sloužící k prozkoumávání záhad místního koupaliště nebo kanálu. Doufal bych však, že pohon by mohli převzít „seriózní“badatelé, protože by jej bylo možné použít k utajení ROV - s trupem vhodně tvarovaným a barevným by mohl být Manta Drive ROV maskován jako velká kamenná rybka, popř. dokonce i skutečný Manta ray. To by jim umožnilo přirozenější interakci se živými rybami, podobným způsobem jako Roboshark BBC nebo Robot Tuna od Draper Laboratory, ale s menším množstvím technologických překážek ke skoku (a mnohem levněji!)

Druhá cena v soutěži robotů Instructables a RoboGames