Modularni rekonfigurabilni roboti u svemirskim aplikacijama

Modularni rekonfigurabilni roboti u svemirskim aplikacijama

Roboti su automatski elektro-mehanički uređaji nalik ljudima ili životinjama kojima se upravlja elektroničkim sklopom ili računalnim programom. Postoje različite vrste robota za koje se koriste različite vrste aplikacija . Najnoviji trendovi u robotskoj tehnologiji razvijaju napredne robote kao što su kirurški roboti daljinski su manipulatori koji se koriste za operacije (posebno za operaciju ključanice), hodajući roboti koji su uglavnom višenožni i sposobni za kretanje hodajući, mikrobotovi i nanoboti su mikroskopski. nano roboti ili nano uređaji koji se u ljudskom tijelu koriste za liječenje bolesti, roveri su roboti s kotačima koji se koriste za hodanje po drugim planetima za istraživanje svemira. Tipično su roboti koji se koriste u svemirskim aplikacijama autonomni roboti , modularni roboti koji se mogu konfigurirati ili moduli koji se mogu sami konfigurirati, i tako dalje.



Modularni rekonfigurabilni roboti

Modularni roboti koji se mogu konfigurirati općenito su autonomni kinematički uređaji s podesivom morfologijom. U robotima s fiksnom morfologijom mogu se izvoditi samo konvencionalni zadaci poput aktiviranja, osjetljivosti i upravljanja. Ali, samokonfigurabilni roboti ili modularno rekonfigurabilni roboti sposobni su promijeniti vlastiti oblik reorganizacijom povezivanja dijelova tako da prilagođavaju nove okolnosti, izvršavaju nove zadatke i oporavljaju se od oštećenja.


Modularni rekonfigurabilni roboti

Modularni rekonfigurabilni roboti





Ovi roboti koji se mogu sami konfigurirati mogu se definirati kao roboti koji mogu mijenjati svoj oblik na temelju puta kroz koji moraju proći. Na primjer, ako robot mora proći kroz usku cijev, tada će se prekonfigurirati u obliku crva, a ako mora prijeći neravni teren, svoj će oblik ponovo konfigurirati paukovim nogama. Ako postoji ravan teren, tada će se prekonfigurirati kao loptasta struktura za brzo kretanje.

Ovi roboti koji se mogu konfigurirati ponovno su klasificirani u dvije vrste na temelju dizajna. Kao što su homogeni modularni robotski sustavi nekoliko modula sa sličnim dizajnom da tvore strukturu takvu da izvrši traženi zadatak. Heterogeni modularni robotski sustav sastoji se od nekoliko modula različitih dizajna od kojih svaki obavlja određene funkcije i oni se koriste za oblikovanje strukture koja izvršava traženi zadatak.



Rekonfigurabilni roboti u svemirskim aplikacijama

Kao dio istraživanja drugih planeta, mnoge zemlje često lansiraju nekoliko satelita ili svemirskih misija kako bi proučile uvjete i karakteristike planeta. Dakle, za dobivanje dugoročnih podataka pokreću se dugoročne svemirske misije i te su dugoročne svemirske misije tipično samokonfigurabilni sustavi.

Ovi roboti koji se mogu sami konfigurirati sposobni su za rješavanje nepredviđenih situacija i samopopravak u slučaju bilo kakve štete. Znamo da su svemirske misije ogromne i masovno ograničene, pa je korisno ako koristimo samokonfigurabilne robote koji mogu izvršavati više zadataka umjesto više robota da svaki izvrši samo jedan određeni zadatak.


Roboti koji se koriste u svemirskim aplikacijama

Roboti koji se koriste u svemirskim aplikacijama

Do danas su ljudi kročili drugačije nego što je planeta Zemlja samo Mjesec. Dok su modularni roboti koji se koriste u svemirskim aplikacijama lansirani na mnoge druge planete. Niz sletanja, manipulatora, orbitera i rovera poslanih na Mars poznati su roboti koji se koriste u svemirskim aplikacijama.

Robotski manipulatori i roveri

Postoje razne vrste zadataka koje zglobni roboti izvode u svemiru. Proces servisiranja aparata ili opreme u svemiru naziva se manipulacijom prostorom koju obavljaju zglobni roboti. Polybot dobro odgovara za održavanje i pregled svemirskih stanica ili satelita. Robotski manipulatori predviđaju se za pozicioniranje u svemiru ili na drugim planetima radi oponašanja ljudskih manipulacijskih sposobnosti. Općenito su smješteni na letjelicama sa slobodnim letenjem ili na podešavanju orbite drugih svemirskih letjelica, unutar svemirskih vozila, planetarnih sletnika i rovera za prikupljanje uzoraka.

Manipulator robota

Manipulator robota

Robotski roveri predviđeni su za pozicioniranje na planetima radi oponašanja ljudskih sposobnosti kretanja. Često su smješteni na površinama zemaljskih planeta, mali solarni sustavi , aeroboti (planetarne atmosfere), hidrobotovi (slojevi leda) i hidroboti (slojevi tekućine).

Automatizirano dizajniranje i optimizacija

Modularni roboti koji se mogu konfigurirati ili modularni robotski sustav kombiniraju se sa softverskim alatima koji pomažu u odabiru i dizajniranju najfinije morfologije i upravljačke strukture za obavljanje svakog određenog zadatka. Iako će mnoge osobine ovog dizajna neizbježno ovisiti o ljudskoj inteligenciji u predvidivoj budućnosti, druge osobine pristaju na automatizirani dizajn i optimizaciju. Svi roboti koji se mogu konfigurirati u svemirskim aplikacijama moraju biti dizajnirani tako da mogu preživjeti s lansiranim naprezanjima, zračenjem u svemiru, vakuumom, planetarnom raspodjelom i okolišem planeta (planeta na kojem se koriste roboti koji se mogu konfigurirati ili na ciljanim planetima).

Postoje dvije vrste dizajna rokova koji se mogu konfigurirati, a to su: dizajni zasnovani na rešetki i dizajnirani na osnovi lanca.

Rešetkasti dizajni muškog rekonfigurabilnog robota

Rešetkasti dizajni muškog rekonfigurabilnog robota

U rešetkama zasnovanim na rešetkama, rekonfiguracija je jednostavna, ali teško je generirati kretanje i ovaj dizajn zahtijeva veći broj konektora i aktuatora.

Lančano dizajnirani rekonfigurabilni robot

Lančano dizajnirani rekonfigurabilni robot

U dizajnu temeljenom na lancu, rekonfiguracija je teška i nema dovoljnu krutost, ali lako je generirati kretanje.

Modularna rekonfigurabilna simulacija robota

Softversko simulacijsko okruženje temeljeno na fizici, razvijeno je korištenjem C ++-a koji olakšava korisnicima konstrukciju rokova koji se mogu konfigurirati pomoću različitih vrsta modula. Dodaju se dodatne vrste modula s kompatibilnim konektorima za proširenje simulacije.

Praktični primjer samokonfigurabilnog modularnog robota

Modularni modul transformatora

Modularni modul transformatora

Modularni transformator jedan je od često korištenih rokova koji se mogu konfigurirati, a ti M-TRAN moduli koriste se za formiranje trodimenzionalne strukture (koja može promijeniti vlastitu konfiguraciju i koja također može generirati male robote), multi-DOF robota (koji fleksibilno lokomotira), i metamorfozirajući robot. Ovaj modularni transformator sastoji se od dva aktuatora i baterije.

Interni dijagram modula M-TRAN

Interni dijagram modula M-TRAN

Unutarnji blok dijagram M-TRAN modula, sastoji se od Li-ionske baterije, nelinearne opruge, kruga napajanja, glavnog procesora, senzora ubrzanja, trajnog magneta, SMA zavojnice, spojne ploče i PIC-a.

Ovi roboti koji se mogu konfigurirati koriste se u svemirskim aplikacijama za postizanje specifičnih ciljeva kao što su pružanje telekomunikacija, promatranje zemlje za povratak podataka, vojna izvedivost i svrhe navigacije .

Postoje mnogi drugi robotski projekti i aplikacije:

Nadam se da će ovaj članak dati kratke informacije o modularnim rekonfigurabilnim robotima koji se koriste u svemirskim aplikacijama. Za više informacija o projekti elektronike zasnovani na robotskoj tehnologiji možete nam se obratiti objavljivanjem svojih upita u odjeljku za komentare u nastavku.

Foto bodovi