The Manta Drive: bewys van konsep vir 'n ROV-aandrywingstelsel: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Elke dompelvoertuig het swakhede. Alles wat deur die romp steek (deur, kabel) is 'n moontlike lek, en as iets in die romp moet steek en terselfdertyd moet beweeg, word die potensiaal vir lekkasie vermeerder.

Hierdie instruksie beskryf 'n aandrywingstelsel wat die noodsaaklikheid van aandrywings om die romp van 'n ROV ('Afstandsbedrewe voertuig' - 'n robot -duikboot wat via draad beheer word) deurboor, en dit verwyder ook die werklike moontlikheid dat roterende waaiers verstrengel raak of vasraak deur onderwaterplante of hanglyne. Dit kan ook aanleiding gee tot voertuie wat 'n baie minder skadelike uitwerking het op die habitatte wat hulle gebruik om te ondersoek, as gevolg van die gebrek aan 'was', en omdat die gebrek aan roterende waaiers die risiko verminder om diere in die Manta -rylaan te beseer. ontmoetings.

Stap 1: Die konsep

Die hele idee van die Manta Drive is geïnspireer deur 'n besoek aan 'n akwarium waar lede van die publiek 'n kans gekry het om klein ROV's rondom 'n hindernisbaan te bestuur. Ek het die eerste keer na die ROV's gekyk en twee dinge besef:

• Daar was baie plekke waar die water aan die binnekant van die ROV's kon kom
• Die ROV's het nie reg gelyk nie - dit was net bokse en het nie ontwerp om te swem nie. Hulle het nie die elegansie gehad wat ek met swemdiere assosieer nie.

Later het kogitasie ook die krag oorweeg-die waaiers met 'n hoë omwenteling wat die ROV's gebruik het, het my as kraghonger beskou. Ek mag verkeerd wees, en ek het nie die kragverbruik van die Manta Drive getoets nie, maar dit is 'n sekondêre oorweging. Terwyl ek in die akwarium ronddwaal, speel die ROV's in my gedagtes, en ek het myself vergelyk met elke dier wat ek gesien het. Hoe het hulle vergelyk? Kan die swembeweging van die dier elegant herhaal word op 'n manier wat die romp se integriteit*behou? As ek na visse soos strale, seekomkommers en klipvisse kyk, het ek besef dat die mees elegante dryfmetode die waaivin was. Ek het ook iets belangriks besef - vis lek nie. 'N Roterende as moet die romp heeltemal deursteek en deur 'n gat in die romp werk. Aan die ander kant kan 'n heen-en-weer-beweging (op-en-af) werk deur 'n buigsame, waterdigte membraan wat styf om bewegende dele vasgemaak kan word sonder om te skeur. Ek het verder besef dat buigsame membrane kan verslyt, maar magnete doen dit nie, en magnete kan sonder beperking deur enige nie-magnetiese materiaal werk. Maak die romp stewig, maar nie-magneties, en die risiko van lekkasies as gevolg van die dryfstelsel word heeltemal uitgeskakel._{* O, ek het 'n sekonde daarheen gegaan!}

Stap 2: Materiaal en gereedskap

Al wat ek eintlik vir hierdie projek gekoop het, was die magnete - klein neodymiummagnete met versinkte ebay. Die res was gemaak van materiaal wat ek al in my skuur gehad het - afvalhout, bamboespenne en 'n paar dooie balpenne. geen spesialisgereedskap was nodig nie-'n junior ystersaag met lemme vir hout en metaal, 'n vuurpistool, 'n boor en my multigereedskap. Wees veral versigtig met neodymiummagnete - hulle kan pynlik pik en sal verpletter as hulle saam vlieg.

Stap 3: Die rame

Ek sny twee leë balpenne in vyf ewe groot lengtes elk-drie om die ribbes se mantas te neem, twee om dit uit te ruim.

Die raam self bestaan uit drie lengtes wat uit skroothout gesny is - die basis is ongeveer 10 cm lank, die eindgedeeltes is ongeveer 3 cm lank en bo -aan die bokant geboor, met 'n draaibout met dieselfde deursnee as die bamboespies. Ek het die hout aanmekaar geplak, en dan bamboes deur die gate en die stukke pen gedruk.

Stap 4: Die ribbes

Die werklike aandrywing van die Manta Drive word deur eenvoudige ribbes gedra. Dit word deur die magnete aan die dryfmeganisme gekoppel.

Maklik. Ek het bamboespenne in die magnete se gate gesteek en warm vasgeplak en die bamboes aan drie van die stukke pen op die raam vasgeplak.

Stap 5: Die werklike rit

Die ribbes is via magnetiese kragte verbind met die dryfmeganisme.

In 'n voltooide ROV word die interne magnete waarskynlik deur motors of servo's beweeg. In hierdie model het ek net meer hefbome, verkorte weergawes van die ribbes gebruik.

Stap 6: Verbind en ry

Die aandrywer is nie bedoel om die magnete in direkte kontak te hê nie, en dit verslaan die voorwerp in elk geval.

In die laaste ROV sal daar 'n nie-magnetiese romp tussen die ribbes en die aandrywing wees. Nie-magnetiese lug doen dieselfde, so al wat ek nodig gehad het, was 'n stel afstandhouers om die twee stelle magnete uitmekaar te hou. Meer afvalhout (6 cm lank, as u belangstel), met stukke bamboes om te keer dat dit eenkant gly.

Stap 7: Werk aan die model

Die werking is in beginsel baie eenvoudig: as die hefbome binne -in die ROV beweeg, beweeg die stekels aan die buitekant. Die truuk is om die ribbes in 'n nuttige volgorde te beweeg. In hierdie video het ek 'n eenvoudige "bracket" gemaak van meer bamboes, het dit oor die dryfhefbome gegly en dit gebruik om die hefbome in 'n basiese golfvolgorde te beweeg. In die laaste ROV sou die hefbome bloot deur 'n nokas beweeg word wat deur 'n enkele motor aangedryf word. Vir meer beheer, sodat "golwe" van verskillende lengtes en frekwensies moontlik is, kan elke hefboom individueel deur 'n mikroverwerker-beheerde servomotor beweeg word.

Stap 8: Toekomstige stappe

Dit is duidelik dat die model soos aangebied in stap 7 niks sal dryf nie.'N Afgewerkte ROV sal 'n ry ribbes aan elke kant van die romp hê, aansienlik meer ribbes as drie. Tussen die ribbes sal die ROV óf 'n enkele membraan hê, sodat rimpelings in die membraan die dryfkrag sal verskaf. ROV's is baie goedkoper as die professionele toestelle wat tans beskikbaar is. Deur die magnetiese gekoppelde aandrywing te gebruik, kan die romp maklik verkry word en maklik waterdig gemaak word. Bypassende kompressie-toebehore kan die pype se punte maklik afsluit. Aanpassings sodat 'n kamera kan uitkyk, of 'n beheerkabel kan binnedring, kan baie maklik waterdig gemaak word, omdat dit nie nodig is om beweging toe te laat nie. stokperdjie voertuie, wat gebruik word om die raaisels van die plaaslike swembad of kanaal te ondersoek. Ek sou egter hoop dat die rit deur "ernstige" navorsers geneem kan word, aangesien dit gebruik kan word om ROV's meer stiekem te maak - met 'n romp wat die regte vorm en kleur het, kan 'n Manta Drive ROV vermom word as 'n groot steenvis, of selfs 'n werklike Manta -straal. Dit sou hulle in staat stel om meer natuurlik met lewende visse te kommunikeer, op 'n soortgelyke manier as die BBC's Roboshark of Draper Laboratory's Robot Tuna, maar met minder tegnologiese hindernisse om te spring (en baie goedkoper!)

Tweede prys in die Instructables en RoboGames -robotwedstryd