يزحف SAW الروبوت ، ويتبارى ويسبح بمحرك واحد فقط

إذا كنت بحاجة إلى الحركة ، يمكن للجهاز أن يلجأ إلى عجلات ومسارات ، أو يمشي أو يذهب إلى المستوى الغريب للزحف والسباحة. هناك العديد من الطرق لجعل الروبوت يتحرك. في بعض الأحيان قد يبدو أنه لا يمكن اختراع أي شيء جديد. لكن هذا أبعد ما يكون عن القضية. يصف ديفيد زاروك ، من جامعة بن غوريون في النقب ، في بحث نُشر مؤخرًا ، روبوتًا يشبه الموجة ، يعمل بمحرك واحد فقط.

يسمى الروبوت: روبوت يشبه الموجة بمحرك واحد أو SAW. هيكلها الشبيه بالموجة يدفعه إلى الأمام أو الخلف. للانعطاف تحتاج إلى عجلات القيادة. لا يتحرك هذا التصميم بشكل جيد على الأرض فحسب ، بل يمكنه أيضًا التسلق في الشقوق الضيقة والسباحة في الماء.

يقول الباحثون إن مبادئ الزحف مستعارة من الثعابين. على الرغم من أنه يمكن مقارنة مسار روبوت SAW بأساليب تحريك الدودة ، إلا أن القياس عشوائي. يمتد جسم دودة الأرض في جزء واحد بسبب الترقق. تقدم الواجهة الأمامية ، يليه الظهر ، الذي ينكمش. تتكرر العملية. SAW هو جيب على السطح. تتشابه مبادئ حركة الروبوت مع تلك التي تستخدمها بعض الحيوانات البحرية الصغيرة على نطاق أصغر بكثير: تطفو الكائنات المجهرية بمساعدة السوط.


مظاهرة فيديو للروبوت.

بساطتها وسهولة الحركة والأداء العالي - هذا ما كان زروق يعمل عليه منذ فترة طويلة. في مقابلة مع مجلة IEEE Spectrum ، قال Zarruk أنه في عام 2004 ، عندما كان طالبًا ، حاول إعادة إنشاء حركة موجية مشابهة لما هو موجود في الكائنات الحية. أثناء العمل على الدكتوراه ، جاء زروق بفكرة استخدام حركة الموجة للأنظمة داخل الجهاز الهضمي. يمكن تقليل نظام بسيط بمحرك واحد واستخدامه للتحرك داخل الأمعاء.

قبل عامين ، قام زروق بتدريس دورة تصميم المنتج وتحدث عن الينابيع. ثم لاحظ أنه في أحد الإسقاطات يكون الربيع على شكل دائرة ، في الآخر هو جيب. إذا كان الربيع يدور ، فإن الموجة تتحرك بدون تعقيد. اهتمت بساطة مبادئ الحركة بالباحث. الصورة العلوية: يقوم المحرك بتدوير حلزوني بالنسبة للإسكان. الصورة السفلية: 25 وصلة تطوق الحلزوني ، وهي متصلة بالجسم ولا تدور. لدى SAW محرك واحد. يدير العمود الفقري للروبوت - دوامة جامدة. هذا الأخير محاط بسلسلة من الروابط المطبوعة على طابعة ثلاثية الأبعاد. هذه الروابط قابلة للتحريك في مستوى واحد ، مثل أجزاء سلسلة الدراجات. يدور اللولب ، وتنخفض الروابط لأعلى ولأسفل. في الوقت نفسه ، تتحرك الروابط بطريقة تجعلها ، في اتصال مع السطح ، تدفع الروبوت إلى الأمام.







تنتقل الموجة من اليمين إلى اليسار ، وتتحرك الوصلات الملامسة للأرض قليلاً إلى اليسار وتدور في اتجاه عقارب الساعة.

يمكن للروبوت SAW التحرك فقط إلى الأمام أو الخلف. لعكس ذلك يكفي لف اللولب في الاتجاه المعاكس. تساعده عجلتان في العلبة على القيادة ، والتي تكون سلبية بشكل آخر: فهي لا تشغل الجهاز. قد يبدو أن الطريقة الوحيدة لتسريع الحركة هي تدوير اللولب بشكل أسرع. لكن الباحثين أضافوا أسنانًا إلى الروابط التي تتيح لك القيام بحركات سبع موجات في ست دورات. لذا زادت السرعة بنسبة 13٪. الأسنان الخاصة لا تتداخل مع الروابط المتحركة بالنسبة لبعضها البعض.




تم صنع عدة موديلات بأحجام مختلفة. الأكبر (متعدد الألوان) بسرعة 5.6 موجة في الثانية أو 57 سم في الثانية. يمكن أن يصعد بين سطحين ضيقين بسرعة 8 سم / ثانية. يطفو النموذج في غلاف مضاد للماء بسرعة 6 سم / ثانية. يعمل SAW ليس فقط في الطابق المسطح للمختبر ، بل يتغلب على التضاريس ويمرر الحجارة والعشب. SAW ليست مجرد لعبة. الآن تم تصغيره إلى حجم قلم (أقل عينة في الصورة أعلاه). في المستقبل ، يمكن تصغير الروبوت إلى درجة أنه سيكون قادرًا على إزالة الأمعاء البشرية وأخذ عينات للخزعة. العمل على مزيد من التخفيض قيد التنفيذ بالفعل.





وفقًا لـ Zarruk ، لا يحتاج الروبوت تقريبًا إلى صيانة ، وهو أمر غير معتاد للبنية الديناميكية التي تم الحصول عليها بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد. في المستقبل ، سيتم تغيير نظام سيارات الأجرة - النظام الحالي ليس أنيقًا جدًا. يريد الباحثون محاولة الانضمام إلى روبوتين SAW من خلال المفصلة. وإذا اتضح تغيير الذبذبات واتساع الموجات ، فسيكون الروبوت قادرًا على التكيف بشكل أفضل مع الأسطح المختلفة ، والتلوي عبر أنابيب بأقطار عديدة وتحسين الحركة لكل من السوائل.

محرك واحد يشبه الموجة الآلية (SAW): التصميم والنمذجة والتجارب

Source: https://habr.com/ru/post/ar396323/