Многопрофильная команда при Городском колледже Нью-Йорка разработала робота нового поколения для скалолазания по стене под названием City-Climber, который способен лазить по стенам, ходить по потолку и перемещаться между различными поверхностями.
В отличие от традиционных альпинистских роботов, использующих магнитные устройства, вакуумные аспирационные технологии, роботы City-Climber используют аэродинамический пакет роторов, обеспечивающий хороший баланс между сильной адгезионной силой и высокой мобильностью. Так как роботы City-Climber не требуют идеальной герметизации, роботы могут перемещаться практически по любым гладким или шероховатым поверхностям.
Другими отличительными особенностями роботов City-Climber являются модульная конструкция, высокая грузоподъемность и хорошая производительность бортового процессора. Роботы City-Climber могут достичь как быстрого перемещения каждого модуля на плоских поверхностях, так и плавного перехода между ними с помощью набора из двух модулей. Экспериментальные испытания показали, что роботы City-Climber могут нести 4,2 кг полезной нагрузки в дополнение к 1 кг собственного веса, что является рекордной грузоподъемностью среди скалолазных роботов аналогичных размеров.
Роботы City-Climber представляют собой автономные встраиваемые системы с собственным источником питания, датчиками, системой управления и соответствующим оборудованием. С одной 9-вольтовой литиево-полимерной батареей робот может работать непрерывно в течение получаса.
Как его создавали
Адгезионный механизм
Слипающее устройство, разработанное для скалолазания, основано на аэродинамическом притяжении вакуумного ротора, создающего зону низкого давления, заключенную в камеру. Вакуумный ротор состоит из вакуумного двигателя с крыльчаткой и кожухом для прямого потока воздуха. По сути, это устройство представляет собой устройство с радиальным потоком воздуха, сочетающее в себе два типа потока.
Высокая скорость вращения крыльчатки приводит к резкому ускорению воздуха по направлению к внешнему периметру ротора, в сторону от центра. Затем воздух тянется вдоль оси вращения к устройству, создавая область низкого давления или частичную вакуумную область перед устройством, если она герметично закрыта.
Выхлопной кожух направляет выходящий воздух в заднюю часть устройства, что способствует увеличению адгезионной силы за счет переноса устройства вперед. Для создания и поддержания силы притяжения за счет разницы давлений вакуумная камера необходима для изоляции зоны низкого давления. Чем больше объем камеры и чем меньше зазоры между уплотнением и контактной поверхностью, тем ниже постоянное давление, которое можно получить, тем выше сила притяжения и грузоподъемность.
Были исследованы два метода локализации низкого давления: надувное уплотнение трубки и гибкое уплотнение щетки.
Надувная трубчатая прокладка очень эффективна, создавая силу притяжения, которая настолько сильна, что прикрепляет устройство к поверхностям стенок. Для того, чтобы сделать компромисс между уплотнением и мобильностью, разработано гибкое щетиновое уплотнение, поверхность которого покрыта тонким пластиковым листом. Гибкость щетины позволяет устройству скользить по шероховатым поверхностям.
Разработан новый уплотнительный диск, соединяющий вакуумную пластину и щетинное уплотнение . Обод изготовлен из вспененного материала, что улучшает подвижность робота, а также улучшает уплотнение, уменьшая деформацию.
Инженеры выбирали внутреннюю дифференциальную систему привода, которая принимает два приводных колеса и одно колесо ролика внутри камеры. Так как опорно-двигательный аппарат и грузоподъемность установлены на пластине, пена делает роботизированную систему гибкой и приспосабливаемой к неровным поверхностям, таким как каменные стены.
В заключении этой темы хочу сказать, что эти прорывные действия в робототехнике помогут улучшить качество жизни человека.