Manta Drive: prueba de concepto para un sistema de propulsión ROV .: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Todo vehículo sumergible tiene debilidades. Todo lo que perfora el casco (puerta, cable) es una fuga potencial, y si algo debe perforar el casco y moverse al mismo tiempo, el potencial de fuga se multiplica.

Este Instructable describe un sistema de transmisión que elimina la necesidad de que los ejes de transmisión perforen el casco de un ROV ("Vehículo operado remotamente" - un robot submarino controlado por cable), y también elimina la posibilidad muy real de que los impulsores giratorios se enreden o se atasquen. por plantas submarinas o líneas colgantes. También podría dar lugar a vehículos que tengan un efecto mucho menos dañino en los hábitats que se utilizan para investigar, debido a la falta de un "lavado", y porque la falta de impulsores giratorios reducirá el riesgo de herir a los animales. encuentros.

Paso 1: el concepto

Toda la idea de Manta Drive se inspiró en una visita a un acuario donde el público tuvo la oportunidad de pilotar pequeños ROV en una pista de obstáculos. Eché mi primer vistazo a los ROV y me di cuenta de dos cosas:

• Había muchos lugares para que el agua llegara al interior de los ROV
• Los ROV no se veían bien, eran solo cajas y no parecían diseñados para nadar. Les faltaba la elegancia que asocio con los animales nadadores.

La meditación posterior también llegó a considerar el poder: los impulsores de alta revolución utilizados por los ROV me parecieron hambrientos de poder. Puede que me equivoque y no he probado el consumo de energía del Manta Drive, pero esta es una consideración secundaria. Mientras deambulaba por el acuario, los ROV jugaban en mi mente y me encontré comparándolos con cada animal que veía. ¿Cómo se compararon? ¿Se podría reproducir con elegancia el movimiento de natación del animal, de manera que se mantuviera la integridad del casco *? Al observar peces como rayas, pepinos de mar y peces piedra, me di cuenta de que el método de propulsión más elegante era la aleta ondulante. También me di cuenta de algo importante: los peces no gotean. Un eje giratorio necesita perforar el casco por completo, trabajando a través de un agujero en el casco. Por otro lado, un movimiento alternativo (arriba y abajo) podría funcionar a través de una membrana impermeable y flexible que podría fijarse firmemente alrededor de las partes móviles sin rasgarse. Además, me di cuenta de que las membranas flexibles podrían desgastarse, pero los imanes no, y los imanes pueden actuar a través de cualquier material no magnético sin restricciones. Haga que el casco sea rígido, pero no magnético, y el riesgo de fugas debido al sistema de transmisión se elimina por completo._{* ¡Oh, fui todo Star Trek por un segundo allí!}

Paso 2: Materiales y herramientas

Todo lo que compré para este proyecto fueron los imanes, pequeños imanes de neodimio avellanados de eBay. El resto estaba hecho de material que ya había almacenado en mi cobertizo: madera de desecho, brochetas de bambú y un par de bolígrafos muertos. no se necesitaron herramientas especializadas: una sierra para metales junior con hojas para madera y metal, una pistola de pegamento caliente, un taladro y mi multiherramienta. Tenga cuidado Tenga especial cuidado con los imanes de neodimio, pueden pellizcar dolorosamente y se romperán si se les permite volar juntos.

Paso 3: los marcos

Corté dos bolígrafos vacíos en cinco longitudes aproximadamente iguales cada uno: tres para sacar las costillas de la manta, dos para espaciarlas.

El marco en sí está hecho de tres trozos cortados de madera de desecho: la base mide aproximadamente 10 cm de largo, las secciones de los extremos miden aproximadamente 3 cm de largo y están perforadas cerca de la parte superior, utilizando una broca giratoria del mismo diámetro que las brochetas de bambú. Pegué la madera con pegamento caliente y luego pasé bambú a través de los agujeros y los trozos de bolígrafo.

Paso 4: las costillas

La propulsión real del Manta Drive se realiza mediante simples costillas. Estos se acoplan al mecanismo de accionamiento mediante imanes.

Fácil. Enrosqué brochetas de bambú en los orificios de los imanes y las pegué en caliente en su lugar, luego pegué el bambú a tres de las piezas de bolígrafo en el marco.

Paso 5: la unidad real

Las nervaduras están conectadas, mediante fuerzas magnéticas, al mecanismo de accionamiento.

En un ROV terminado, los imanes internos probablemente serían movidos por motores o servos. En este modelo, solo usé más palancas, versiones más cortas de las costillas.

Paso 6: Conexión y conducción

La unidad no está diseñada para que los imanes estén en contacto directo y, de todos modos, derrota al objeto.

En el ROV final, habrá un casco no magnético entre las costillas y la transmisión. El aire no magnético hace lo mismo, así que todo lo que necesitaba era un juego de espaciadores para mantener separados los dos juegos de imanes. Más madera de desecho (6 cm de largo, si está interesado), con trozos de bambú para evitar que se deslice hacia un lado.

Paso 7: Trabajar el modelo

El funcionamiento es, en principio, muy simple: cuando las palancas se mueven dentro del ROV, las espinas se mueven hacia afuera. El truco consiste en mover las costillas en una secuencia útil. En este video, hice un simple "soporte" de más bambú, lo deslizó sobre las palancas de transmisión y lo usó para mover las palancas en una secuencia de onda básica. En el ROV final, las palancas se moverían simplemente por un árbol de levas impulsado por un solo motor. Para un mayor control, permitiendo "ondas" de diferente longitud y frecuencia, cada palanca podría ser movida individualmente por un servomotor controlado por microprocesador.

Paso 8: Pasos futuros

Obviamente, el modelo presentado en el paso 7 no conducirá nada. Un ROV terminado tendrá una fila de costillas a cada lado del casco, significativamente más costillas que tres. Entre las costillas, el ROV tendrá una sola membrana, de modo que las ondulaciones en la membrana proporcionarán la fuerza de propulsión. Invertir la dirección de la ola invierte el empuje. Tengo la intención de que este Instructable esté disponible libremente para que otros lo usen para construir el suyo. ROV mucho más económicos que los dispositivos profesionales disponibles actualmente. Usando la transmisión de acoplamiento magnético, el casco podría ser fácil de obtener y fácil de hacer hermético. Me imagino que funcionaría bien con un tramo de tubería de alcantarillado de plástico de gran diámetro como casco. Los accesorios de compresión a juego pueden cerrar fácilmente los extremos de la tubería. Las modificaciones para permitir que una cámara vea hacia afuera, o un cable de control para pasar, se pueden hacer hermético con mucha facilidad, porque no necesitarán permitir el movimiento. vehículos de hobby, utilizados para explorar los misterios de la piscina o canal local. Sin embargo, espero que los investigadores "serios" puedan aprovechar el impulso, ya que podría usarse para hacer que los ROV sean más sigilosos: con un casco con la forma y el color adecuados, un ROV Manta Drive podría disfrazarse como un gran pez piedra, o incluso una manta raya real. Esto les permitiría interactuar con peces vivos de forma más natural, de forma similar al Roboshark de la BBC o al Robot Tuna de Draper Laboratory, pero con menos obstáculos tecnológicos que superar (¡y mucho más baratos!).

Segundo premio en el Concurso de Robots Instructables y RoboGames