Modularni obnovljivi roboti v vesoljskih aplikacijah

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Roboti so avtomatske elektro-mehanske naprave, ki spominjajo na ljudi ali živali in jih nadzira elektronsko vezje ali računalniški program. Obstajajo različne vrste robotov, za katere se uporabljajo različne vrste aplikacij . Najnovejši trendi v robotski tehnologiji razvijajo napredne robote, na primer kirurški roboti, so oddaljeni manipulatorji, ki se uporabljajo za kirurgije (zlasti v operacijah s ključavnicami), pohodniški roboti, ki so večinoma večkraki in se lahko premikajo s hojo, mikroboti in nanoboti so mikroskopski in ti nano roboti ali nano naprave, ki se v človeškem telesu uporabljajo za zdravljenje bolezni, so roverji roboti s kolesi, ki se uporabljajo za hojo po drugih planetih za raziskovanje vesolja. Običajno so roboti, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah avtonomni roboti , modularno rekonfigurabilni roboti ali samokonfigurabilni modularni roboti itd.

Modularni obnovljivi roboti

Modularni rekonfigurabilni roboti so praviloma avtonomne kinematične naprave z nastavljivo morfologijo. Pri robotih s fiksno morfologijo lahko izvajajo samo običajne naloge, kot so aktiviranje, zaznavanje in nadzor. Toda samokonfigurabilni roboti ali modularni roboti, ki jih je mogoče konfigurirati, so sposobni spremeniti lastne oblike z reorganizacijo povezave delov, tako da se prilagajajo novim okoliščinam, opravljajo nove naloge in obnavljajo pred poškodbami.




Modularni obnovljivi roboti

Modularni obnovljivi roboti

Te samokonfigurabilne robote lahko definiramo kot robote, ki lahko spremenijo svojo obliko glede na pot, skozi katero morajo preiti. Na primer, če mora robot skozi ozko cev, potem se bo preoblikoval v obliki črva in če bo moral prečkati neenak teren, bo svojo obliko z pajkovimi nogami preoblikoval. Če je raven teren, se bo za hitro premikanje preoblikoval kot kroglasta konstrukcija.



Ti roboti, ki jih je mogoče konfigurirati, so glede na zasnovo znova razvrščeni v dve vrsti. Kot so homogeni modularni robotski sistemi več modulov s podobno zasnovo, da tvorijo strukturo, ki omogoča izvedbo zahtevane naloge. Heterogeni modularni robotski sistem je sestavljen iz več modulov z različnimi izvedbami, od katerih vsak opravlja posebne funkcije in se uporabljajo za oblikovanje strukture, ki opravlja zahtevano nalogo.

Rekonfigurabilni roboti v vesoljskih aplikacijah

V okviru raziskav drugih planetov številne države pogosto izstrelijo več satelitov ali vesoljskih misij, da bi preučile razmere in značilnosti planetov. Tako se za pridobivanje dolgoročnih podatkov izvajajo dolgoročne vesoljske misije in te dolgoročne vesoljske misije so običajno samokonfigurabilni sistemi.

Ti samokonfigurabilni roboti so sposobni obvladovati nepredvidene situacije in se v primeru škode samopopraviti. Vemo, da so vesoljske misije ogromne in množično omejene, zato je koristno, če uporabimo samokonfigurabilne robote, ki lahko namesto več robotov da vsak opravi samo eno določeno nalogo.


Roboti, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah

Roboti, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah

Do danes so ljudje stopili drugače, kot da je planet Zemlja le Luna. Medtem ko modularne robote, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah, izstreljujejo na številnih drugih planetih. Vrsta pristajalcev, manipulatorjev, orbiterjev in roverjev, poslanih na Mars, so znani roboti, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah.

Robotski manipulatorji in Rovers

Obstajajo različne vrste nalog, ki jih izvajajo zgibni roboti v vesolju. Postopek servisiranja naprav ali opreme v vesolju imenujemo vesoljska manipulacija, ki jo izvajajo zgibni roboti. Polybot je zelo primeren za vzdrževanje in pregled vesoljskih postaj ali satelitov. Robotski manipulatorji so predvideni za pozicioniranje v vesolju ali na drugih planetih za posnemanje človeških manipulacijskih sposobnosti. Običajno so nameščeni na vesoljskih plovilih s prosto letenjem ali na uravnavanju orbite drugih vesoljskih plovil, v vesoljskih vozilih, planetarnih pristajalcih in roverjih za pridobivanje vzorcev.

Robotni manipulator

Robotni manipulator

Robotski roverji so predvideni za pozicioniranje na planetih za posnemanje človeških gibalnih sposobnosti. Pogosto so postavljeni na majhnih površinah zemeljskih planetov sončni sistemi , aeroboti (planetarne atmosfere), hidroboti (ledene plasti) in hidroboti (tekoče plasti).

Avtomatizirano načrtovanje in optimizacija

Modularni roboti, ki jih je mogoče konfigurirati, ali modularni robotski sistem so kombinirani s programskimi orodji za pomoč pri izbiri in oblikovanju najboljše morfologije in nadzorne strukture za izvajanje posamezne naloge. Čeprav bodo številne lastnosti te zasnove v predvidljivi prihodnosti neizogibno odvisne od človeške inteligence, pa druge lastnosti pristajajo avtomatiziranemu oblikovanju in optimizaciji. Vsi rekonfigurabilni roboti, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah, morajo biti zasnovani tako, da lahko preživijo z izstrelitvenimi napetostmi, sevanjem v vesolju, vakuumom, porazdelitvijo planetov in okoljem planeta (planeta, na katerem se uporabljajo roboti, ki jih je mogoče konfigurirati, ali na ciljnih planetih).

Obstajata dve vrsti zasnov rekonfigurabilnih robotov, in sicer: modeli na osnovi rešetke in modeli na osnovi verige.

Rešetkasti modeli moškega preoblikovalnega robota

Rešetkasti modeli moškega preoblikovalnega robota

V rešetkah, ki temeljijo na rešetkah, je rekonfiguracija enostavna, vendar je težko ustvariti gibanje in ta zasnova zahteva večje število konektorjev in aktuatorjev.

Verižno zasnovani modeli rekonfigurabilnega robota

Verižno zasnovani modeli rekonfigurabilnega robota

V verižnih zasnovah je rekonfiguracija težka in ima premalo togosti, vendar je enostavno ustvariti gibanje.

Modularna rekonfigurabilna simulacija robota

Programsko simulacijsko okolje, ki temelji na fiziki, je bilo razvito z uporabo C ++, ki uporabnikom olajša izdelavo rekonfigurabilnih robotov z uporabo različnih vrst modulov. Za razširitev simulacije so dodani dodatni tipi modulov z združljivimi konektorji.

Praktični primer samokonfigurabilnega modularnega robota

Modularni transformatorski modul

Modularni transformatorski modul

Modularni transformator je eden najpogosteje uporabljivih rekonfigurabilnih robotov in ti moduli M-TRAN se uporabljajo za oblikovanje tridimenzionalne strukture (ki lahko spremeni lastno konfiguracijo in lahko tudi generira majhne robote), več-DOF robot (ki se gibljivo premika), in metamorfozirajočega robota. Ta modularni transformator je sestavljen iz dveh pogonov in baterije.

Notranji diagram modula M-TRAN

Notranji diagram modula M-TRAN

Notranji blokovni diagram modula M-TRAN, ki ga sestavljajo Li-ionska baterija, nelinearna vzmet, napajalni tokokrog, glavni CPU, senzor pospeška, trajni magnet, SMA tuljava, povezovalna plošča in PIC.

Ti rekonfigurabilni roboti se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah za doseganje posebnih ciljev, kot so zagotavljanje telekomunikacij, opazovanje nad zemljo za vrnitev podatkov, vojaška izvedljivost in navigacijske namene .

Obstaja veliko drugih projektov in aplikacij, ki temeljijo na robotih:

Upam, da ta članek vsebuje kratke informacije o modularnih robovih, ki jih je mogoče konfigurirati, ki se uporabljajo v vesoljskih aplikacijah. Za več informacij o robotski elektronski projekti lahko se obrnete na nas, tako da objavite svoja vprašanja v spodnjem oddelku za komentarje.

Foto krediti