Roboți modulari reconfigurabili în aplicații spațiale

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Roboții sunt dispozitive electromecanice automate asemănătoare oamenilor sau animalelor care sunt controlate de un circuit electronic sau de un program de computer. Există diferite tipuri de roboți pentru care sunt folosiți diferite tipuri de aplicații . Tendințele recente în tehnologia robotică au dezvoltat roboți avansați, cum ar fi roboții chirurgicali, sunt manipulatori la distanță care sunt folosiți pentru operații (în special chirurgia găurilor de cheie), roboți ambulanți care sunt în mare parte cu picioare multiple, capabili să se miște prin mers, microbotoții și nanoboții sunt microscopici și aceștia nano roboți sau nano dispozitive care sunt folosite în corpul uman pentru vindecarea bolilor, roverii sunt roboți cu roți care sunt folosiți pentru a merge pe alte planete pentru explorarea spațiului. De obicei, roboții utilizați în aplicațiile spațiale sunt roboți autonomi , roboți modulari reconfigurabili sau roboți modulari auto-reconfigurabili și așa mai departe.

Roboți modulari reconfigurabili

Roboții reconfigurabili modulari sunt în general dispozitive cinematice autonome cu morfologie reglabilă. În roboții cu morfologie fixă, numai sarcinile convenționale, cum ar fi acționarea, detectarea și controlul, sunt capabile să efectueze numai. Însă, roboții auto-reconfigurabili sau roboții modulari reconfigurabili sunt capabili să-și schimbe propriile forme reorganizând conectivitatea pieselor astfel încât să adapteze circumstanțe noi, să îndeplinească sarcini noi și să se recupereze după daune.




Roboți modulari reconfigurabili

Roboți modulari reconfigurabili

Acești roboți auto-reconfigurabili pot fi definiți ca roboți care își pot schimba forma în funcție de calea pe care trebuie să o parcurgă. De exemplu, dacă un robot trebuie să treacă printr-o țeavă îngustă, atunci se va reconfigura în formă de vierme și dacă trebuie să traverseze un teren neuniform, atunci își va reconfigura forma cu picioarele ca de păianjen. Dacă există un teren plat, atunci acesta se va reconfigura ca o structură asemănătoare unei bile pentru o mișcare rapidă.



Acești roboți reconfigurabili sunt din nou clasificați în două tipuri bazate pe design. Cum ar fi sistemele robotizate modulare omogene constă din mai multe module cu un design similar pentru a forma o structură astfel încât să îndeplinească o sarcină necesară. Un sistem modular robotizat eterogen constă din mai multe module cu modele diferite, fiecare dintre care îndeplinește funcții specifice și acestea sunt utilizate pentru a forma o structură care îndeplinește o sarcină necesară.

Roboți reconfigurabili în aplicații spațiale

Ca parte a cercetării asupra celorlalte planete, multe țări lansează frecvent mai mulți sateliți sau misiuni spațiale pentru a studia condițiile și caracteristicile planetelor. Astfel, pentru obținerea de date pe termen lung, sunt lansate misiuni spațiale pe termen lung, iar aceste misiuni spațiale pe termen lung sunt sisteme de tip auto-reconfigurabil.

Acești roboți auto-reconfigurabili sunt capabili să gestioneze situații neprevăzute și să se auto-repare în caz de daune. Știm că misiunile spațiale sunt uriașe și constrânse în masă, deci este benefic dacă folosim roboți auto-configurabili care pot îndeplini mai multe sarcini în loc de mai mulți roboți că fiecare îndeplinește o singură sarcină anume.


Roboți folosiți în aplicații spațiale

Roboți folosiți în aplicații spațiale

Până în prezent, oamenii au pus piciorul altul decât planeta Pământ este doar luna. În timp ce, roboții modulari utilizați în aplicații spațiale sunt lansați pe multe alte planete. O serie de landeri, manipulatori, orbitatori și roveri trimiși pe Marte sunt roboți celebri folosiți în aplicații spațiale.

Manipulatori robotici și Rovers

Există diferite tipuri de sarcini care sunt efectuate de roboți articulați în spațiu. Procesul de întreținere a aparatului sau echipamentului în spațiu este denumit manipulare spațială care se face de către roboți articulați. Polybot se potrivește bine pentru întreținerea și inspecția stațiilor spațiale sau a satelitului. Manipulatorii robotici sunt proiectați pentru poziționarea în spațiu sau pe alte planete pentru emularea abilităților de manipulare umană. Ele sunt, în general, poziționate pe nave spațiale cu zbor liber sau pe reglarea orbitei altor nave spațiale, în vehiculele spațiale, aterizoare planetare și rover-uri pentru achiziționarea de probe.

Manipulator robot

Manipulator robot

Roverii robotici sunt proiectați pentru poziționarea pe planete pentru a emula abilitățile de mișcare umană. Acestea sunt poziționate frecvent pe suprafețele planetelor terestre, mici sisteme solare , aerobots (atmosfere planetare), cydrobots (straturi de gheață) și hidrobots (straturi lichide).

Proiectare și optimizare automată

Roboții modulari reconfigurabili sau sistemul modular robotizat sunt combinate cu instrumente software pentru a ajuta la selectarea și proiectarea celei mai bune morfologie și structură de control pentru îndeplinirea fiecărei sarcini particulare. Deși multe trăsături ale acestui design vor depinde în mod inevitabil de inteligența umană pentru viitorul previzibil, alte trăsături sunt acceptabile pentru proiectarea și optimizarea automată. Toți roboții reconfigurabili folosiți în aplicații spațiale trebuie să fie proiectați astfel încât să poată supraviețui cu solicitări de lansare, radiații în spațiu, vid, distribuție planetară și mediu al planetei (planeta pe care sunt folosiți roboții reconfigurabili sau pe planetele țintă).

Există două tipuri de modele de roboți reconfigurabili și acestea sunt: ​​modele bazate pe rețele și modele bazate pe lanț.

Proiecte bazate pe zăbrele unui robot reconfigurabil masculin

Proiecte bazate pe zăbrele unui robot reconfigurabil masculin

În proiectele bazate pe rețele, reconfigurarea este ușoară, dar este greu de generat mișcare și acest design necesită un număr mai mare de conectori și actuatori.

Proiecte bazate pe lanțuri ale robotului reconfigurabil

Proiecte bazate pe lanțuri ale robotului reconfigurabil

În proiectele bazate pe lanț, reconfigurarea este dură și are rigiditate insuficientă, dar este ușor de generat mișcare.

Simulare modulară de robot reconfigurabil

Un mediu de simulare software bazat pe fizică, a fost dezvoltat folosind C ++ care facilitează utilizatorilor construirea de roboți reconfigurabili utilizând diferite tipuri de module. Tipuri de module suplimentare sunt adăugate cu conectori compatibili pentru extinderea simulării.

Exemplu practic de robot modular auto-reconfigurabil

Modulul transformatorului modular

Modulul transformatorului modular

Transformatorul modular este unul dintre roboții reconfigurabili frecvent folosiți și aceste module M-TRAN sunt utilizate pentru a forma structura 3-D (care își poate schimba propria configurație și, de asemenea, capabilă să genereze roboți mici), robot multi-DOF (care locomotează flexibil), și robot de metamorfozare. Acest transformator modular este format din două actuatoare și baterie.

Diagrama internă a modulului M-TRAN

Diagrama internă a modulului M-TRAN

Schema bloc internă a modulului M-TRAN, constă din baterie Li-ion, arc neliniar, circuit de alimentare, CPU principal, senzor de accelerație, magnet permanent, bobină SMA, placă de conectare și PIC.

Acești roboți reconfigurabili sunt utilizați în aplicații spațiale pentru atingerea obiectivelor specifice, cum ar fi furnizarea de telecomunicații, observarea pe pământ pentru returnarea datelor, fezabilitatea militară și navigare .

Există multe alte proiecte și aplicații bazate pe robot:

Sper că acest articol oferă informații scurte despre roboții modulari reconfigurabili folosiți în aplicații spațiale. Pentru mai multe informații referitoare la proiecte electronice bazate pe robot ne puteți adresa postând întrebările dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credite foto