Материалы и методы
Экспедиция и глубоководный отбор проб
Острова Феникс (Республика Кирибати) расположены в центральной части Тихого океана и включают в себя восемь островов, две неглубокие подводные горы и множество глубоких подводных гор, включая цепь Токелау.
Это крупнейший и самый глубокий объект всемирного наследия ЮНЕСКО на земле, предлагающий уникальную среду с высоким региональным биоразнообразием и практически без человеческой деятельности. Посетили ныряют к подводной горе PIPA для исследования глубоководных кораллов, эпифауны коралловых беспозвоночных и отложений. Большинство мест, нацеленных в ходе этой экспедиции, были полностью не исследованы.
Для сбора образцов ROV SuBastian (рассчитанный на 4500 м) был оснащен несколькими стандартными инструментами, включая два мощных манипулятора и гидравлический всасывающий пробоотборник. Каждый манипулятор Schilling Robotics TITAN 4 на SuBastian ROV был оснащен дистальным манипулятором с челюстями, которые могли открываться до 186,74 мм и оказывать максимальное номинальное усилие захвата 4092 Ньютона.
Во время этой экспедиции ученые первоначально использовали мягкие манипуляторы, разработанные в Гарвардской лаборатории микроробототехники в Кембридже, штат Массачусетс. Извлеченные уроки и обратная связь в режиме реального времени от пилотов и ученых ROV направили последующее проектирование и изготовление различных 3D-печатных манипуляторов, которые использовались во время следующих погружений.
Предложенная в этой экспедиции установка мягкого манипулятора была разделена на две части. Мягкие захваты были установлены в кобурах на переднем гидравлическом поддоне ROV. Они были в пределах досягаемости портового роботизированного четырехпалого манипулятора, который мог фиксироваться на деревянном шарике (действующем в качестве ручки), соединенном с захватом мягкого манипулятора. Втягивающиеся трубки обеспечивали гидравлику низкого давления для мягких манипуляторов.
Оставшееся оборудование, необходимое для использования мягких манипуляторов было расположено на задней стороне ROV. Насос наполнил аккумулятор окружающей морской водой, которая запитала коллектор. Контрольная бутылка содержала электронные схемы для связи с обеими органами управления на поверхности (последовательная связь, RS-232) и пропорциональной активации электромагнитных клапанов в коллекторе.
Регулируемый предохранительный клапан, расположенный между коллектором и мягким захватом, гарантировал, что приводы не будут находиться под избыточным давлением.
Лабораторные мягкие манипуляторы
Жидкие мягкие приводы работают при перепаде давления (пневматическом или гидравлическом) между внутренними камерами и окружающим давлением.
Мягкие приводы традиционно изготавливаются в лаборатории и требуют нескольких этапов формования для учета времени отверждения составляющих эластомерных материалов. Хотя этот метод доказал свою эффективность, длительное время отверждения и необходимое оборудование (например, вакуумная камера, печь и оборудование для смешивания) делают метод неэффективным для изготовления в полевых условиях и быстрого прототипирования.
Эти приводы основаны на приводах сильфонного типа (с пенопластовыми прокладками). При подъеме объекта можно ожидать, что максимальная сила тяги составляет 16,6 Ньютона, прежде чем привод уронит объект. Из-за слоев пены типичное давление, прикладываемое к объекту, обычно ограничено 6 кПа, что эквивалентно приблизительному давлению, необходимому для активации кнопки клавиатуры. При типичном рабочем давлении 140 кПа привод может оказывать блокирующее усилие 0,96 Н и может захватывать объекты диаметром до 140 мм.
Всем спасибо за внимание! Очень рад Вашей поддержке, отвечу на любые вопросы в комментариях! Поставь этой статье лайк и подпишись на канал!