The Manta Drive: prova de concepte per a un sistema de propulsió ROV .: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Tots els vehicles submergibles presenten punts febles. Tot el que travessa el casc (porta, cable) és una fuita potencial i, si alguna cosa ha de perforar el casc i moure-se al mateix temps, el potencial de fuita es multiplica.

Aquest manual instructiu descriu un sistema de transmissió que elimina la necessitat d’eixos de transmissió per perforar el casc d’un ROV ("Vehicle Operated Remotely" - un robot submarí controlat mitjançant filferro), i també elimina la possibilitat real que els rotors giratoris s’enredin o s’embussin. per plantes submarines o línies penjants. També podria donar lloc a vehicles que tenen un efecte molt menys perjudicial sobre els hàbitats que s’utilitzen per investigar, a causa de la manca d’un "rentat", i perquè la manca d’impulsors rotatius reduirà el risc de ferir animals a la Manta Drive. trobades.

Pas 1: el concepte

Tota la idea del Manta Drive es va inspirar en una visita a un aquari on els membres del públic van tenir l'oportunitat de pilotar petits ROV al voltant d'una pista d'obstacles. Vaig fer el primer cop d’ull als ROV i em vaig adonar de dues coses:

• Hi havia molts llocs on l’aigua podia arribar fins a l’interior dels ROV
• Els ROV no tenien un aspecte correcte: eren només caixes i no semblaven dissenyats per nedar. Els va faltar l’elegància que associo als animals que neden.

Més tard, la meditació també va arribar a considerar el poder: els impulsors d’alta revolució que feien servir els ROV em van semblar famosos de poder. Potser m’equivoco i no he provat el consum d’energia del Manta Drive, però aquesta és una consideració secundària. Mentre passejava per l’aquari, els ROV jugaven al meu cap i em vaig trobar a comparar-los amb cada animal que vaig veure. Com es van comparar? Es podria reproduir el moviment de natació de l'animal amb elegància, de manera que es mantingués la integritat del casc *? Veient peixos com raigs, cogombres de mar i peixos de pedra, em vaig adonar que el mètode de propulsió més elegant era l’aleta ondulant. També em vaig adonar d’alguna cosa important: els peixos no es filtren. Un eix giratori ha de perforar completament el casc, treballant a través d’un forat al casc. D'altra banda, un moviment alternatiu (amunt i avall) podria funcionar a través d'una membrana flexible i impermeable que es podria fixar fermament al voltant de qualsevol part mòbil sense esquinçar-se. A més, em vaig adonar que les membranes flexibles es podrien desgastar, però els imants no, i els imants poden actuar a través de qualsevol material no magnètic sense restriccions. Feu que el casc sigui rígid, però no magnètic, i s’elimina completament el risc de fuites degut al sistema d’acció._{* Ah, hi vaig anar tot un Star Trek per un segon!}

Pas 2: materials i eines

Tot el que realment vaig comprar per a aquest projecte van ser els imants: petits imants de neodimi avellinat d’Ebay. La resta estava feta de material que ja havia emmagatzemat al meu cobert: fusta de rebuig, pinxos de bambú i un parell de bolígrafs morts. no es necessitaven eines especialitzades: una serra mecànica junior amb fulles per a fusta i metall, una pistola de cola calenta, un trepant i la meva eina múltiple. Tingueu especial cura amb els imants de neodimi: poden trencar dolorosament i es trencaran si es permet volar junts.

Pas 3: Els marcs

Vaig tallar dos bolígrafs buits en cinc longituds aproximadament iguals: tres per agafar les costelles de la manta, dues per separar-les.

El marc en si està format per tres longituds tallades amb fusta de rebuig: la base fa uns 10 cm de llargada, les seccions finals fan aproximadament 3 cm de llargada i es perforen a prop de la part superior, mitjançant un bit de gir del mateix diàmetre que les broquetes de bambú. Vaig enganxar la fusta junt i després vaig passar bambú pels forats i els trossos de ploma.

Pas 4: les costelles

La propulsió real del Manta Drive la porten simples costelles. Aquests són acoblats al mecanisme d'accionament pels imants.

Fàcil. Vaig enfilar pinxos de bambú als forats dels imants i els vaig enganxar en calent al seu lloc, i després vaig enganxar el bambú a tres dels trossos de ploma del marc.

Pas 5: la unitat real

Les costelles estan connectades, mitjançant forces magnètiques, al mecanisme d'accionament.

En un ROV acabat, els imants interns probablement serien moguts per motors o servos. En aquest model, només he utilitzat més palanques, versions escurçades de les costelles.

Pas 6: connexió i unitat

La unitat no està pensada perquè els imants estiguin en contacte directe i derrota l'objecte de totes maneres.

En el ROV final, hi haurà un casc no magnètic entre les costelles i la transmissió. L’aire no magnètic fa el mateix, de manera que tot el que necessitava era un conjunt de separadors per separar els dos conjunts d’imants. Més fusta de rebuig (6cm de llarg, si us interessa), amb trossos de bambú per evitar que rellisqui cap a un costat.

Pas 7: treballar el model

El funcionament és, en principi, molt senzill: quan les palanques es mouen a l'interior del ROV, les espines es mouen per fora. El truc és moure les costelles en una seqüència útil. En aquest vídeo, he fet un senzill "suport" de més bambú, la va lliscar sobre les palanques de transmissió i la va utilitzar per moure les palanques en una seqüència bàsica d'ones. En el ROV final, les palanques es mourien simplement mitjançant un eix de lleva impulsat per un sol motor. Per obtenir més control, permetent "ones" de diferent longitud i freqüència, cada palanca es podria moure individualment mitjançant un servomotor controlat per microprocessador.

Pas 8: passos futurs

Modelbviament, el model presentat al pas 7. no comportarà res: un ROV acabat tindrà una fila de costelles a cada costat del casc, significativament més costelles que tres. Entre les costelles, el ROV tindrà una sola membrana, de manera que les ondulacions de la membrana proporcionaran la força de propulsió. La inversió de la direcció de l’ona inverteix l’empenta. Tinc la intenció que aquest instructiu estigui disponible lliurement per a altres persones que l’utilitzin per construir la seva pròpia ROV molt més barats que els dispositius professionals disponibles actualment. Utilitzant l’accionament acoblat magnèticament, el casc podria ser fàcil d’origen i estanc a l’aigua. Imagino que funcionaria bé amb una canonada de clavegueram de plàstic de gran diàmetre com a casc. Els accessoris de compressió coincidents poden tancar fàcilment els extrems de la canonada. Les modificacions que permetin veure una càmera o passar un cable de control es poden fer estancs molt fàcilment, ja que no hauran de permetre el moviment. vehicles hobby, que s’utilitzen per explorar els misteris de la piscina o el canal locals. Tanmateix, espero que investigadors "seriosos" puguin dur a terme la unitat, ja que es podria utilitzar per fer ROV més clandestins: amb un casc amb una forma i un color adequats, un ROV Manta Drive es podria disfressar de peix gran o fins i tot un raig Manta real. Això els permetria interactuar amb els peixos vius de manera més natural, de manera similar al Roboshark de la BBC o al Robot Tuna del Laboratori Draper, però amb menys obstacles tecnològics per saltar (i molt més barat!)

Accèssit al concurs de robots Instructables i RoboGames