Два готовых 3D-принтера были использованы для модификации и производства новых манипуляторов в море. В качестве материалов для печати использовались термопластичный полиуретан для гибких деталей и PLA для жестких деталей.
Детали были разработаны с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD) и преобразованы в файлы 3D-моделей в машинном коде для 3D-принтера с использованием программного обеспечения для нарезки 3D, которое создало файл машинного кода для 3D принтера.
Корабль столкнулся с умеренным ураганом (волны 4 метра в некоторые дни), но тангаж корабля не влиял на качество 3D-печати.
Полностью 3D печатный захват. Трехмерная печатная версия, решает несколько проблем, которые были обнаружены во время первых погружений. Сначала общая надежность мягкого манипулятора была улучшена с помощью эластичной ладони, напечатанной из гибкого материала.
Пальцы соединяются с ладонью и фиксируются на месте с помощью пресс-посадки и стяжек. Эти изменения позволили более точно печатать при столкновении манипулятора с окружающими камнями или объектами на переднем лотке ROV.
Еще одной модификацией в море было добавление сменных «ногтей» к мягким кончикам пальцев. Эти ногти были напечатаны как из твердого, так и из мягкого материала и позволяли лучше удерживать их, когда образец находился на твердых подложках.
Для защиты образца во время отбора проб слой пористой пены был добавлен вдоль пальца и вокруг ногтя. Наконец, гибкая сетка была добавлена на каждый палец, чтобы учесть дополнительные точки контакта на образце. Как пена, так и сетка были склеены с помощью гибкого клея, что приводит к тому, что после полного отверждения в течение 24 часов образуется прозрачное и водостойкое соединение.
Поскольку эти манипуляторы приводятся в действие давлением, очень важно обеспечить отсутствие утечек после 3D-печати. Основные параметры показывают высоту слоя и температуру экструзии, используемые во время печати, чтобы уменьшить любую утечку. Также важно, чтобы 3D детали печатались с коэффициентом заполнения 100%, чтобы предотвратить взрыв из-за сжатия захваченного воздуха внутри конструкции.
Отзывы пилотов и ученых ROV также привели к изменению расположения пальцев в захвате. После удаления одного из пальцев было добавлено удлинение кончика пальца, напечатанное в 3D-формате, с пенопластовыми прокладками.
Эта модификация имела несколько преимуществ. Во-первых, мягкие захваты с двумя пальцами больше напоминают существующие конструкции захватов, обычно устанавливаемые на большинстве ROV, что делает их более интуитивно понятными для использования пилотами ROV. Во-вторых, пенопластовые прокладки и ориентация пальцев позволили лучше зажимать захваты. Это дало больше универсальности манипулятору, делая его способным как к захвату.
Результаты и обсуждение
Первые несколько погружений использовались для оценки потенциала захвата и ограничений как существующих жестких захватов и всасывающего пробоотборника на ROV, так и начальной версии мягких манипуляторов.
Проблемы с инструментами ROV
В нескольких случаях стандартного инструментария ROV (когти и пробоотборник) было недостаточно для сбора желаемых организмов. Например, моллюск-аплакофор, обернутый вокруг основания скелета бамбукового коралла, частично заросшего мягким кораллом зоантида, было невозможно собрать без повреждения коралла-хозяина. Поток, генерируемый всасывающим пробоотборником, испытывал недостаток энергии, необходимой для ослабления моллюска и попыток получить через порт. Захват повредил бы коралл.
Взятие деликатных образцов является проблемой с использованием жесткого манипулятора из-за отсутствия тактильной обратной связи и сильных сил, которые может генерировать рука. Кроме того, не стереоскопическое зрение затрудняет позиционирование и выравнивание руки.
Хотя некоторые образцы были успешно собраны с жестким манипулятором, но они часто были повреждены во время процесса.
Дочитал до конца? Спасибо! Поддержи меня и поставь этой статье лайк! До новых встреч!