محرك مانتا: إثبات المفهوم لنظام الدفع ROV: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

كل مركبة غاطسة بها نقاط ضعف. كل ما يخترق الهيكل (الباب ، الكابل) هو تسرب محتمل ، وإذا كان يجب أن يخترق شيء ما الهيكل ويتحرك في نفس الوقت ، فإن احتمال التسرب يتضاعف.

يحدد Instructable نظام القيادة الذي يلغي الحاجة إلى أعمدة القيادة لاختراق بدن ROV ("مركبة تعمل عن بُعد" - غواصة روبوتية يتم التحكم فيها عن طريق الأسلاك) ، كما تزيل الاحتمال الحقيقي للغاية لتشابك الدفاعات الدوارة أو التشويش عليها بواسطة نباتات تحت الماء أو خطوط معلقة. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى ظهور المركبات التي يكون لها تأثير أقل ضررًا على الموائل التي تستخدم للتحقيق فيها ، بسبب عدم وجود "غسل" ، ولأن عدم وجود الدفاعات الدوارة سيقلل من خطر إصابة الحيوانات. لقاءات.

الخطوة 1: المفهوم

استلهمت فكرة Manta Drive بأكملها من زيارة أحد الأكواريوم حيث حصل أفراد الجمهور على فرصة لتجربة مركبات ROV صغيرة حول مسار عقبة. ألقيت أول نظرة على ROVs وأدركت شيئين:

• كان هناك الكثير من الأماكن التي تصل فيها المياه إلى المناطق الداخلية من مركبات ROV
• لم تكن ROVs تبدو صحيحة - لقد كانت مجرد صناديق ، ولم تبدو مصممة للسباحة. كانوا يفتقرون إلى الأناقة التي أربطها مع حيوانات السباحة.

جاء التفكير في وقت لاحق أيضًا للنظر في القوة - صدمتني الدفاعات عالية الثورة التي استخدمتها ROVs بصفتي متعطشًا للسلطة. قد أكون مخطئًا ، ولم أختبر استهلاك الطاقة لمحرك Manta Drive ، لكن هذا اعتبار ثانوي. بينما كنت أتجول في حوض السمك ، لعبت ROVs في ذهني ، ووجدت نفسي أقارنها بكل حيوان رأيته. كيف قارنوا؟ هل يمكن تكرار حركة السباحة للحيوان بأناقة ، بطريقة تحافظ على سلامة بدنها *؟ بالنظر إلى الأسماك مثل الأشعة وخيار البحر والسمك الحجري ، أدركت أن أكثر طرق الدفع أناقة هي الزعنفة الملوّحة. أدركت أيضًا شيئًا مهمًا - الأسماك لا تتسرب. يحتاج العمود الدوار إلى اختراق الهيكل تمامًا ، والعمل من خلال ثقب في الهيكل. من ناحية أخرى ، يمكن أن تعمل الحركة الترددية (لأعلى ولأسفل) من خلال غشاء مرن مقاوم للماء يمكن تثبيته بقوة حول أي أجزاء متحركة دون تمزيق. أدركت أيضًا أن الأغشية المرنة يمكن أن تبلى ، لكن المغناطيس لا يفعل ذلك ، ويمكن للمغناطيس أن يعمل من خلال أي مواد غير مغناطيسية دون قيود. جعل الهيكل صلبًا ، ولكن غير مغناطيسي ، ويتم التخلص تمامًا من خطر التسرب بسبب نظام القيادة._{* أوه ، لقد ذهبت إلى Star Trek لمدة ثانية هناك!}

الخطوة الثانية: المواد والأدوات

كل ما اشتريته بالفعل لهذا المشروع هو المغناطيس - مغناطيس نيوديميوم صغير ومغاطس من ebay ، أما الباقي فقد كان مصنوعًا من مواد قمت بتخزينها بالفعل في سقفي - الخشب الخردة وأسياخ الخيزران وزوج من أقلام الكرة الميتة. لم تكن هناك حاجة لأدوات متخصصة - منشار صغير مع شفرات للخشب والمعدن ، مسدس الغراء الساخن ، مثقاب وأداة متعددة. الصحة والسلامة سوف تستخدم الأشياء الساخنة والأشياء الحادة والأشياء النابضة بالحياة. كن حذرًا ، انتبه جيدًا لمغناطيس النيوديميوم - يمكن أن يقضم بشكل مؤلم ، وسوف ينكسر إذا سمح له بالطيران معًا.

الخطوة 3: الإطارات

لقد قطعت قلمي كرة نقطتين فارغتين إلى خمسة أطوال متساوية تقريبًا - ثلاثة لأخذ أضلاع مانتا ، واثنان لإبعادهم.

يتكون الإطار نفسه من ثلاثة أطوال مقطوعة من خشب الخردة - يبلغ طول القاعدة حوالي 10 سم ، وطول المقاطع الطرفية حوالي 3 سم ويتم حفرها بالقرب من القمة ، باستخدام ريشة ملتوية بنفس قطر أسياخ الخيزران. لقد قمت بلصق الخشب معًا ، ثم قمت بخيوط الخيزران من خلال الثقوب وقطع القلم.

الخطوة 4: الضلوع

يتم الدفع الفعلي لمانتا درايف بواسطة أضلاع بسيطة. يقترن هذا بآلية القيادة بواسطة المغناطيس.

سهل. لقد قمت بربط أسياخ الخيزران في فتحات المغناطيس ولصقها بالغراء في مكانها ، ثم قمت بلصق الخيزران بثلاث قطع من القلم على الإطار.

الخطوة 5: محرك الأقراص الفعلي

يتم توصيل الأضلاع ، عن طريق قوى مغناطيسية ، بآلية القيادة.

في ROV النهائية ، من المحتمل أن يتم تحريك المغناطيسات الداخلية بواسطة محركات أو أجهزة. في هذا النموذج ، استخدمت المزيد من الروافع ، والإصدارات المختصرة من الأضلاع.

الخطوة 6: الاتصال والقيادة

لا يُقصد من المحرك أن يكون المغناطيس على اتصال مباشر ، وهو يهزم الجسم على أي حال.

في ROV النهائية ، سيكون هناك بدن غير مغناطيسي بين الأضلاع والمحرك. يقوم الهواء غير المغناطيسي بنفس الشيء ، لذلك كل ما احتاجه هو مجموعة من الفواصل لفصل مجموعتي المغناطيس عن بعضهما البعض. المزيد من الخشب الخردة (طوله 6 سم ، إذا كنت مهتمًا) ، مع قطع من الخيزران لمنعه من الانزلاق إلى جانب واحد.

الخطوة 7: العمل على النموذج

العملية ، من حيث المبدأ ، بسيطة للغاية: عندما تتحرك الرافعات داخل ROV ، تتحرك الأشواك للخارج. الحيلة هي تحريك الأضلاع بتسلسل مفيد. في هذا الفيديو ، صنعت "قوسًا" بسيطًا من المزيد من الخيزران ، انزلقها فوق أذرع القيادة واستخدمها لتحريك الرافعات في تسلسل موجي أساسي. في ROV النهائية ، سيتم تحريك الرافعات ببساطة بواسطة عمود كامة مدفوع بمحرك واحد. لمزيد من التحكم ، والسماح بـ "الموجات" ذات الطول والتردد المختلفين ، يمكن تحريك كل رافعة على حدة بواسطة محرك سيرفو يتم التحكم فيه بواسطة معالج دقيق.

الخطوة الثامنة: الخطوات المستقبلية

من الواضح أن النموذج كما هو معروض في الخطوة 7 لن يقود شيئًا. سوف تحتوي ROV المكتملة على صف من الأضلاع أسفل كل جانب من الهيكل ، أكبر بكثير من الضلوع الثلاثة. بين الأضلاع ، سيكون للغشاء ROV إما غشاء واحد ، بحيث توفر التموجات في الغشاء القوة الدافعة ، وعكس اتجاه الموجة يعكس الاتجاه ، وأعتزم أن يكون هذا Instructable متاحًا مجانًا للآخرين لاستخدامه لبناء أنفسهم. ROVs أرخص بكثير من الأجهزة الاحترافية المتوفرة حاليًا. باستخدام محرك مقترن مغناطيسيًا ، يمكن أن يكون من السهل الحصول على الهيكل ، ومن السهل جعله محكمًا للماء ، وأتخيل أنه سيعمل بشكل جيد مع طول أنبوب الصرف الصحي البلاستيكي ذي القطر الكبير مثل الهيكل. يمكن لتركيبات الضغط المطابقة إغلاق نهايات الأنبوب بسهولة. يمكن جعل التعديلات للسماح للكاميرا بالرؤية أو تمرير كبل التحكم للماء بسهولة شديدة ، لأنها لن تحتاج إلى السماح بالحركة. مركبات هواية ، تستخدم لاستكشاف ألغاز المسبح المحلي أو القناة. ومع ذلك ، آمل أن يتم التعامل مع محرك الأقراص من قبل الباحثين "الجادين" ، حيث يمكن استخدامه لجعل مركبات ROV أكثر تخفيًا - مع هيكلها الملون والشكل المناسب ، يمكن إخفاء Manta Drive ROV في شكل سمكة صخرية كبيرة ، أو حتى مانتا راي الفعلي. سيسمح لهم ذلك بالتفاعل مع الأسماك الحية بشكل أكثر طبيعية ، بطريقة مشابهة ل Roboshark من بي بي سي أو Robot Tuna من Draper Laboratory ، ولكن مع عدد أقل من العقبات التكنولوجية للقفز (وبتكلفة أقل بكثير!)

الجائزة الثانية في مسابقة الروبوتات Instructables و RoboGames