Vyberte jazyk Když dojde ke katastrofě – ať už je to zemětřesení, zhroucení konstrukce nebo nebezpečný únik chemikálií – prostředí se stane nepředvídaTelným labyrintem rozeklaných trosek, nestabilních svahů a kluzkých povrchů. V těchto vysoce sázkových scénářích je mobilita záchranářů často omezena fyzickým nebezpečím. To je místo, kde specializovaná mechanika housenkové dráhy pro roboty stát se doslova základem moderních pátracích a záchranných operací. Na rozdíl od kolových protějšků, které se potýkají s vysokým centrováním nebo zapadáním do měkkého bahna, a robotická dráha systém poskytuje souvislou plochu povrchu nezbytnou k přeměně mechanické plošiny na přeživší terén.
Základy fyziky kontinuálních drah robotických tanků
Abychom pochopili proč a sledovaný inspekční robot je zlatý standard pro reakci na katastrofy, je třeba se podívat na rozložení zemního tlaku. Při záchranné misi je „země“ málokdy pevná; často jde o směs sypkého štěrku, rozbitého skla a mokré izolace. Robot na kolech soustředí celou svou hmotu na čtyři malé kontaktní plochy. Na měkkých nebo nerovných úlomcích tento vysoký tlak způsobí, že se kola zaryjí, čímž se robot účinně ukotví na místě.
Robotické tankové stopy vyřešit to pomocí principu rozložení zátěže. Využitím nepřetržité smyčky poháněné vnitřními ozubenými koly je hmotnost robota rozložena po celé délce stopy. Tento nízký tlak na půdu umožňuje stroji „plavat“ přes překážky, které by spolkly tradiční pneumatiku. Kromě toho mechanická výhoda robotická dráha spočívá v jeho podélném tahu. Vzhledem k tomu, že s povrchem je současně v kontaktu několik „grouserů“ nebo běhounů, může robot vyvinout značný tah oje, což mu umožňuje lézt přes betonové bloky nebo táhnout těžké senzory a komunikační kabely úzkými otvory.
Věda o materiálu a přechod na gumové dráhy pro roboty
V počátcích robotiky si mnoho návrhů půjčovalo těžce z vojenských tanků, které využívaly těžké ocelové články. Avšak pro pátrání a záchranu jsou váha a vibrace kritickými nepřáTeli. Vznik vysoké pevnosti gumové tankové pásy pro roboty způsobil revoluci v oboru. Tyto pásy jsou obvykle složeny z vyztužených syntetických směsí, často s vnitřními ocelovými nebo kevlarovými kordy, aby se zabránilo natahování při zachování pružnosti.
Volba gumy není jen o redukci hmotnosti. V prostředí městského pátrání a záchrŽádný (USAR) robot často potřebuje procházet jemné nebo hladké povrchy, jako je leštěný mramor ve zhroucené hale nebo mokré pokovování v továrně. Zatímco kovové pásy mohou sklouznout nebo poškodit zbývající strukturální integritu podlahy, gumové tankové pásy pro roboty poskytují vysoký koeficient tření. Elasticita pryže umožňuje, aby se dráha mírně "přizpůsobila" mikrogeometrii úlomků a účinně "uchopila" okraje cihel a trubek. Toto "mechanické klíčování" umožňuje a sledovaný inspekční robot vylézt po schodech nebo se pohybovat po 45stupňových svazích volné suti, aniž byste museli sklouznout dozadu.
Navigační geometrie v pásovém inspekčním robotu
A sledovaný inspekční robot je zřídka jen krabice na dvou pásech. Sofistikovaná mechanika zahrnuje „ploutve“ neboli podkolejnicové moduly, které robotu umožňují dynamicky měnit svůj tvar. Jde o zásadní evoluční krok housenkové dráhy pro roboty . Pohybem přední nebo zadní části dráhy může robot dosáhnout nahoru, aby uchopil okraj vysoké římsy nebo prodloužil rozvor, aby překlenul širokou mezeru mezi dvěma kusy zhroucené podlahy.
Tato geometrická přizpůsobivost zajišťuje, že těžiště zůstává ve stopě stopy i při extrémních manévrech. Při pátrání a záchraně je často cílem dopravit kameru nebo senzor oxidu uhličitého do „prázdného prostoru“, kde mohou být uvězněni přeživší. Pokud se robot převrátí, mise končí. Samozřejmostí je široký postoj a nízký profil robotické tankové dráhy poskytují přirozeně stabilní platformu, která odolává převrácení, i když robot nese těžké zařízení LIDAR nebo robotická ramena na své horní palubě.
Překonání tření při smyku a řízení v Robotické tankové stopy
Jeden z nejsložitějších mechanických aspektů robotické tankové dráhy je způsob řízení. Na rozdíl od aut, která k otáčení kol používají hřebenové řízení, většina pásových robotů využívá „smykové řízení“. To zahrnuje jízdu po jedné stopě rychleji než druhou nebo couvání jedné stopy, zatímco druhá se pohybuje vpřed. I když to umožňuje poloměr nulové zatáčky – nezbytný v těsných, klaustrofobických hranicích zřícené budovy – vytváří to obrovské boční napětí na robotická dráha sám.
Vnitřní mechanika musí být dostatečně robustní, aby zvládla tyto smykové síly. To je důvod, proč je rozhraní mezi hnacím řetězovým kolem a výstupky pásů přesně navrženo. V a sledovaný inspekční robot "Sklon" koleje musí zůstat konzistentní i při vysokém napětí, aby se zabránilo "de-tracking" (spadnutí stopy z kol). Moderní záchranné roboty jsou často vybaveny samonapínacími systémy, které používají pružiny nebo hydraulické pohony k udržení housenkové dráhy pro roboty napnutá, což zajišťuje, že i když se v sestavě pohonu zasekne kámen, dráha zůstane usazená a funkční.
Trvanlivost a údržba z Robotické tankové stopy v nepřáTelském prostředí
Prostředí záchranné mise je chemicky a fyzikálně abrazivní. Prach z práškového betonu působí na pohyblivé části jako brusný papír a stojatá voda může korodovat vnitřní ložiska. Návrh gumové tankové pásy pro roboty často obsahuje "samočisticí" dezén. Jedná se o šikmé drážky, které využívají přirozeného ohýbání pryže při zaoblování ozubeného kola k vymrštění bláta a malých kamínků, které by jinak zablokovaly mechanismus.
Kromě toho je velmi důležitá utěsněná povaha vnitřních válečků dráhy. Protože a sledovaný inspekční robot může být nutné vstoupit do zatopených sklepů nebo se pohybovat přes protipožární pěnu, mechanické otočné čepy v rámu kolejnice jsou často uzavřeny v těsněních O-kroužků. The robotická dráha funguje jako první obranná linie, absorbuje nárazy zubaté výztuže a rozbitého skla, takže citlivá elektronika umístěná v šasi zůstává chráněna před prudkými vibracemi během jízdy.
Když dojde ke katastrofě – ať už je to zemětřesení, zhroucení konstrukce nebo nebezpečný únik chemikálií – prostředí se stane nepředvídaTelným labyrintem rozeklaných trosek, nestabilních svahů a kluzkých povrchů.
