Vyberte jazyk Keď dôjde ku katastrofe – či už je to zemetrasenie, zrútenie konštrukcie alebo nebezpečný únik chemikálií – prostredie sa stane nepredvídateľným labyrintom zubatých trosiek, nestabilných svahov a klzkých povrchov. V týchto scenároch s vysokými stávkami je mobilita osôb prvej reakcie často obmedzená fyzickým nebezpečenstvom. To je miesto, kde špecializovaná mechanika húsenkové dráhy pre roboty stať sa doslovným základom moderných pátracích a záchranných operácií. Na rozdiel od kolesových náprotivkov, ktoré zápasia s vysokým centrovaním alebo ponorením do mäkkého bahna, a robotická dráha systém poskytuje súvislú plochu potrebnú na premenu mechanickej platformy na terénne prežité.
Základná fyzika kontinuálnych dráh robotických tankov
Aby ste pochopili, prečo a sledovaný inšpekčný robot je zlatý štandard pre reakciu na katastrofy, treba sa pozrieť na rozloženie zemného tlaku. Pri záchrannej misii je „zem“ zriedka pevná; často ide o zmes sypkého štrku, rozbitého skla a mokrej izolácie. Robot na kolesách sústreďuje celú svoju hmotu na štyri malé kontaktné plochy. Na mäkkých alebo nerovných nečistotách tento vysoký tlak spôsobuje, že sa kolesá zarývajú, čím sa robot efektívne ukotví na mieste.
Robotické tankové pásy vyriešiť to pomocou princípu rozloženia zaťaženia. Využitím nepretržitej slučky poháňanej vnútornými ozubenými kolesami sa hmotnosť robota rozloží po celej dĺžke stopy. Tento nízky tlak na zem umožňuje stroju „plávať“ cez prekážky, ktoré by prehltli tradičnú pneumatiku. Okrem toho mechanická výhoda robotická dráha spočíva v jeho pozdĺžnom ťahu. Keďže s povrchom je súčasne v kontakte viacero „grouserov“ alebo behúňov, robot môže vyvinúť značné ťahanie oja, čo mu umožňuje liezť cez betónové bloky alebo ťahať ťažké senzory a komunikačné laná cez úzke otvory.
Veda o materiáli a prechod na gumené dráhy pre roboty
V začiatkoch robotiky si mnohé návrhy požičali od vojenských tankov a využívali ťažké oceľové články. Pri pátraní a záchrane sú však váha a vibrácie kritickými nepriateľmi. Vznik vysokej pevnosti gumené tankové pásy pre roboty spôsobil revolúciu v tejto oblasti. Tieto pásy sa zvyčajne skladajú z vystužených syntetických zmesí, často s vnútornými oceľovými alebo kevlarovými kordmi, aby sa zabránilo naťahovaniu pri zachovaní flexibility.
Voľba gumy nie je len o redukcii hmotnosti. V prostredí mestského pátrania a záchrAkékoľvek (USAR) robot často potrebuje prejsť po jemných alebo hladkých povrchoch, ako je leštený mramor v zrútenej hale alebo mokré pokovovanie v továrni. Zatiaľ čo kovové pásy môžu skĺznuť alebo poškodiť zostávajúcu štrukturálnu integritu podlahy, gumené tankové pásy pre roboty poskytujú vysoký koeficient trenia. Elasticita gumy umožňuje, aby sa dráha mierne "prispôsobila" mikrogeometrii úlomkov a efektívne "uchopila" okraje tehál a rúr. Toto „mechanické kľúčovanie“ umožňuje a sledovaný inšpekčný robot vystupovať po schodoch alebo sa pohybovať po 45-stupňových svahoch voľnej sutiny bez skĺznutia dozadu.
Navigačná geometria v pásovom inšpekčnom robote
A sledovaný inšpekčný robot je zriedka len krabica na dvoch pásoch. Sofistikovaná mechanika zahŕňa „plutvy“ alebo podkoľajové moduly, ktoré umožňujú robotu dynamicky meniť svoj tvar. Toto je zásadný evolučný krok húsenkové dráhy pre roboty . Sklopením prednej alebo zadnej časti dráhy sa robot môže natiahnuť nahor, aby sa chytil okraja vysokej rímsy, alebo predĺžiť rázvor, aby preklenul veľkú medzeru medzi dvoma kusmi zrútenej podlahy.
Táto geometrická prispôsobivosť zaisťuje, že ťažisko zostáva v stope trate aj pri extrémnych manévroch. Pri pátraní a záchrane je často cieľom doručiť kameru alebo senzor oxidu uhličitého do „prázdneho priestoru“, kde môžu byť uväznení preživší. Ak sa robot Predchádzajúciráti, misia končí. K tomu patrí široký postoj a nízky profil robotické tankové pásy poskytujú prirodzene stabilnú platformu, ktorá odoláva Predchádzajúciráteniu, aj keď robot nesie ťažké vybavenie LIDAR alebo robotické ramená na svojej hornej palube.
Prekonanie trenia pri šmyku a riadení v Dráhy robotických tankov
Jeden z najkomplexnejších mechanických aspektov robotické tankové pásy je spôsob riadenia. Na rozdiel od áut, ktoré na otáčanie kolies používajú hrebeňové riadenie, väčšina pásových robotov využíva „šmykové riadenie“. To zahŕňa jazdu po jednej stope rýchlejšie ako druhú alebo cúvanie jednej stopy, zatiaľ čo druhá sa pohybuje dopredu. Aj keď to umožňuje polomer nulového otočenia – nevyhnutný v tesných, klaustrofobických hraniciach zrútenej budovy – vytvára to obrovské bočné napätie na robotická dráha sám.
Vnútorná mechanika musí byť dostatočne robustná, aby zvládla tieto šmykové sily. To je dôvod, prečo je rozhranie medzi hnacím ozubeným kolesom a výstupkami pásov precízne skonštruované. V a sledovaný inšpekčný robot "Sklon" koľaje musí zostať konzistentný aj pri vysokom napätí, aby sa zabránilo "de-tracking" (spadnutiu stopy z kolies). Moderné záchranné roboty často obsahujú samonapínacie systémy, ktoré na udržanie používajú pružiny alebo hydraulické ovládače húsenkové dráhy pre roboty napnutá, čo zaisťuje, že aj keď v zostave pohonu uviazne kameň, dráha zostane sedieť a bude funkčná.
Trvanlivosť a údržba z Dráhy robotických tankov v nepriateľských prostrediach
Prostredie záchrannej misie je chemicky a fyzikálne abrazívne. Prach z práškového betónu pôsobí na pohyblivé časti ako brúsny papier a stojatá voda môže korodovať vnútorné ložiská. Dizajn z gumené tankové pásy pre roboty často obsahuje "samočistiace" dezény. Ide o šikmé drážky, ktoré využívajú prirodzené ohýbanie gumy pri zaobľovaní ozubeného kolesa na vyhadzovanie blata a malých kamienkov, ktoré by inak zablokovali mechanizmus.
Okrem toho je veľmi dôležitá utesnená povaha vnútorných valčekov dráhy. Pretože a sledovaný inšpekčný robot môže byť potrebné vstúpiť do zaplavených pivníc alebo prejsť cez protipožiarnu penu, mechanické čapy v ráme koľaje sú často zapuzdrené v tesneniach O-krúžkov. The robotická dráha funguje ako prvá obranná línia, absorbuje nárazy zubatej výstuže a rozbitého skla, takže citlivá elektronika umiestnená v šasi zostáva chránená pred prudkými vibráciami počas jazdy.
Keď dôjde ku katastrofe – či už je to zemetrasenie, štrukturálny kolaps alebo nebezpečný únik chemikálií – prostredie sa stane nepredvídateľným labyrintom zubatého odpadu, nestabilných svahov a klzkých povrchov.
