The Manta Drive: Bukti konsep untuk Sistem Propulsi ROV.: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Setiap kendaraan submersible memiliki kelemahan. Segala sesuatu yang menembus lambung (pintu, kabel) adalah potensi kebocoran, dan jika sesuatu harus menembus lambung dan bergerak pada saat yang sama, potensi kebocoran berlipat ganda.

Instruksi ini menguraikan sistem penggerak yang menghilangkan kebutuhan akan poros penggerak untuk menembus lambung ROV ("Kendaraan yang Dioperasikan dari Jarak Jauh" - robot kapal selam yang dikendalikan melalui kawat), dan juga menghilangkan kemungkinan yang sangat nyata dari impeler yang berputar menjadi kusut atau macet oleh tanaman bawah air atau garis gantung. Ini juga dapat menimbulkan kendaraan yang memiliki efek merusak yang jauh lebih sedikit pada habitat yang mereka gunakan untuk menyelidiki, karena kurangnya "pencucian", dan karena kurangnya baling-baling yang berputar akan mengurangi risiko melukai hewan Manta Drive. pertemuan.

Langkah 1: Konsep

Seluruh ide Manta Drive terinspirasi oleh kunjungan ke akuarium di mana anggota masyarakat mendapat kesempatan untuk mengemudikan ROV kecil di sekitar rintangan. Saya pertama kali melihat ROV dan menyadari dua hal:

• Ada banyak tempat untuk air masuk ke bagian dalam ROV
• ROV tidak terlihat benar - mereka hanya kotak, dan tidak terlihat dirancang untuk berenang. Mereka tidak memiliki keanggunan yang saya kaitkan dengan hewan yang berenang.

Kemudian perenungan juga datang untuk mempertimbangkan kekuatan - impeler revolusi tinggi yang digunakan oleh ROV menurut saya haus kekuasaan. Saya mungkin salah, dan saya belum menguji konsumsi daya Drive Manta, tetapi ini adalah pertimbangan sekunder. Saat saya menjelajahi akuarium, ROV bermain di pikiran saya, dan saya mendapati diri saya membandingkannya dengan setiap hewan yang saya lihat. Bagaimana mereka membandingkan? Bisakah gerakan renang hewan itu direplikasi secara elegan, dengan cara yang menjaga integritas lambung*? Melihat ikan seperti pari, teripang dan stonefish, saya menyadari bahwa metode propulsi yang paling elegan adalah sirip melambai. Saya juga menyadari sesuatu yang penting - ikan tidak bocor. Poros yang berputar perlu menembus lambung sepenuhnya, bekerja melalui lubang di lambung. Di sisi lain, gerakan bolak-balik (naik-turun) dapat bekerja melalui membran tahan air yang fleksibel yang dapat dipasang dengan kuat di sekitar bagian yang bergerak tanpa robek. Saya lebih lanjut menyadari bahwa membran fleksibel bisa aus, tetapi magnet tidak, dan magnet dapat bekerja melalui bahan non-magnetik tanpa batasan. Jadikan lambungnya kaku, tetapi non-magnetik, dan risiko kebocoran karena sistem penggerak sepenuhnya dihilangkan._{* Oh, saya pergi ke Star Trek sebentar di sana!}

Langkah 2: Bahan dan Alat

Yang benar-benar saya beli untuk proyek ini adalah magnet - magnet neodymium countersunk kecil dari ebay. Sisanya terbuat dari bahan yang sudah saya siapkan di gudang saya - kayu bekas, tusuk sate bambu, dan sepasang pulpen mati. Demikian pula, tidak ada alat khusus yang diperlukan - gergaji besi junior dengan bilah untuk kayu dan logam, pistol lem panas, bor, dan multi-alat saya. Kesehatan dan KeselamatanAnda akan menggunakan benda panas, benda tajam, dan benda yang sangat aneh. Hati-hati. Berhati-hatilah dengan magnet neodymium - magnet dapat menggigit dengan menyakitkan, dan akan pecah jika dibiarkan terbang bersama.

Langkah 3: Bingkai

Saya memotong dua bolpoin kosong menjadi lima masing-masing dengan panjang yang kira-kira sama - tiga untuk mengambil tulang rusuk manta, dua untuk memisahkannya.

Rangkanya sendiri terbuat dari tiga potong panjang dari kayu bekas - panjang dasarnya sekitar 10 cm, bagian ujungnya panjangnya sekitar 3 cm dan dibor di dekat bagian atas, menggunakan mata bor dengan diameter yang sama dengan tusuk sate bambu. Saya merekatkan kayu-kayu itu bersama-sama, lalu memasukkan bambu melalui lubang-lubang dan potongan-potongan pulpen.

Langkah 4: Tulang Rusuk

Propulsi sebenarnya dari Manta Drive dilakukan oleh tulang rusuk sederhana. Ini digabungkan ke mekanisme penggerak oleh magnet.

Mudah. Saya memasukkan tusuk sate bambu ke dalam lubang magnet dan merekatkannya dengan panas, lalu menempelkan bambu ke tiga potongan pena pada bingkai.

Langkah 5: Drive Sebenarnya

Tulang rusuk terhubung, melalui gaya magnet, ke mekanisme penggerak.

Dalam ROV yang sudah jadi, magnet internal mungkin akan digerakkan oleh motor atau servo. Dalam model ini, saya hanya menggunakan lebih banyak tuas, versi tulang rusuk yang lebih pendek.

Langkah 6: Koneksi dan Drive

Drive tidak dimaksudkan agar magnet bersentuhan langsung, dan tetap mengalahkan objek.

Di ROV terakhir, akan ada lambung non-magnetik antara tulang rusuk dan drive. Udara non-magnetik melakukan hal yang sama, jadi yang saya butuhkan hanyalah satu set spacer untuk memisahkan kedua set magnet. Lebih banyak potongan kayu (panjang 6cm, jika Anda tertarik), dengan potongan bambu untuk mencegahnya tergelincir ke satu sisi.

Langkah 7: Mengerjakan Model

Pengoperasian pada prinsipnya sangat sederhana: ketika tuas bergerak di dalam ROV, duri bergerak di luar. Triknya adalah menggerakkan tulang rusuk dalam urutan yang bermanfaat. Dalam video ini, saya membuat "braket" sederhana dari lebih banyak bambu, menyelipkannya di atas tuas penggerak dan menggunakannya untuk menggerakkan tuas dalam urutan gelombang dasar. Pada ROV terakhir, tuas akan digerakkan hanya dengan poros bubungan yang digerakkan oleh satu motor. Untuk kontrol lebih, memungkinkan "gelombang" dengan panjang dan frekuensi yang berbeda, setiap tuas dapat digerakkan secara individual oleh motor servo yang dikendalikan oleh prosesor mikro.

Langkah 8: Langkah Masa Depan

Jelas, model seperti yang disajikan pada langkah 7 tidak akan menghasilkan apa-apa. ROV yang sudah jadi akan memiliki deretan rusuk di setiap sisi lambung, jauh lebih banyak rusuk daripada tiga. Di antara tulang rusuk, ROV akan memiliki salah satu membran tunggal, sehingga riak di membran akan memberikan kekuatan pendorong. Membalikkan arah gelombang membalikkan dorong. Saya bermaksud Instruksi ini tersedia secara bebas untuk digunakan orang lain untuk membangun mereka sendiri ROV jauh lebih murah daripada perangkat profesional yang tersedia saat ini. Dengan menggunakan penggerak yang digabungkan secara magnetis, lambung kapal dapat dengan mudah diperoleh, dan mudah dibuat kedap air. Saya membayangkan bahwa lambung akan bekerja dengan baik dengan pipa saluran pembuangan plastik berdiameter besar sebagai lambung kapal. Fitting kompresi yang cocok dapat dengan mudah menutup ujung pipa. Modifikasi untuk memungkinkan kamera melihat keluar, atau kabel kontrol untuk masuk dapat dibuat kedap air dengan sangat mudah, karena tidak perlu memungkinkan gerakan. Untuk penggunaan sebenarnya, ROV yang ditenagai oleh Manta Drive akan, saya harapkan, terutama kendaraan hobi, digunakan untuk menjelajahi misteri kolam renang atau kanal setempat. Namun, saya berharap drive tersebut dapat diambil oleh peneliti "serius", karena dapat digunakan untuk membuat ROV lebih tersembunyi - dengan lambung yang berbentuk dan berwarna sesuai, ROV Manta Drive dapat disamarkan sebagai ikan batu besar, atau bahkan pari Manta yang sebenarnya. Ini akan memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan ikan hidup secara lebih alami, dengan cara yang mirip dengan Roboshark dari BBC atau Robot Tuna dari Laboratorium Draper, tetapi dengan lebih sedikit rintangan teknologi untuk melompat (dan jauh lebih murah!)

Hadiah Kedua dalam Kontes Robot Instructables dan RoboGames