Модулни преконфигурируеми роботи в космически приложения

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Роботите са автоматични електромеханични устройства, наподобяващи хора или животни, които се управляват от електронна схема или компютърна програма. Има различни видове роботи, за които се използват различни видове приложения . Последните тенденции в роботизираните технологии развиват напреднали роботи като хирургическите роботи са отдалечени манипулатори, които се използват за операции (особено операция на ключалки), ходещи роботи, които са предимно многокраки и са способни да се движат чрез ходене, микроботовете и наноботовете са микроскопични и тези нано роботи или нано устройства, които се използват в човешкото тяло за лечение на болести, роверите са роботи с колела, които се използват за разходка по други планети за изследване на космоса. Обикновено роботите, използвани в космическите приложения, са автономни роботи , модулни преконфигурируеми роботи или самоконфигурируеми модулни роботи и т.н.

Модулни преконфигурируеми роботи

Модулните реконфигурируеми роботи обикновено са автономни кинематични устройства с регулируема морфология. При роботите с фиксирана морфология само конвенционалните задачи като задействане, засичане и управление могат да се изпълняват само. Но самореконфигурируемите роботи или модулните реконфигурируеми роботи са способни да променят собствените си форми, като реорганизират свързаността на частите си така, че за адаптиране на нови обстоятелства, изпълнение на нови задачи и възстановяване от щети.




Модулни преконфигурируеми роботи

Модулни преконфигурируеми роботи

Тези самоконфигурируеми роботи могат да бъдат определени като роботи, които могат да променят формата си въз основа на пътя, през който трябва да преминат. Например, ако робот трябва да премине през тясна тръба, той ще се преконфигурира под формата на червей и ако трябва да пресече неравен терен, тогава ще преконфигурира формата си с паякови крака. Ако има равен терен, той ще се преконфигурира като топка като структура за бързо придвижване.



Тези преконфигурируеми роботи отново се класифицират в два типа въз основа на дизайна. Такива като хомогенни модулни роботизирани системи се състоят от няколко модула с подобен дизайн, за да оформи такава структура, която да изпълнява необходимата задача. Хетерогенната модулна роботизирана система се състои от няколко модула с различен дизайн, всеки от които изпълнява специфични функции и те се използват за формиране на структура, която изпълнява необходимата задача.

Преконфигурируеми роботи в космически приложения

Като част от изследванията върху другите планети, много страни често изстрелват няколко спътника или космически мисии, за да проучат условията и характеристиките на планетите. По този начин за получаване на дългосрочни данни се стартират дългосрочни космически мисии и тези дългосрочни космически мисии обикновено са самоконфигурируеми системи.

Тези самоконфигурируеми роботи са способни да се справят с непредвидени ситуации и да се саморемонтират в случай на повреди. Знаем, че космическите мисии са огромни и ограничени от маса, така че е от полза, ако използваме самонастройващи се роботи, които могат да изпълняват множество задачи вместо множество роботи че всеки изпълнява само една конкретна задача.


Роботи, използвани в космически приложения

Роботи, използвани в космически приложения

Досега хората са стъпвали различно от това, че планетата Земя е само Луната. Докато модулните роботи, използвани в космическите приложения, се изстрелват на много други планети. Поредица от лендери, манипулатори, орбити и роувъри, изпратени на Марс, са известни роботи, използвани в космическите приложения.

Роботизирани манипулатори и роувъри

Има различни видове задачи, които се изпълняват от съчленени роботи в космоса. Процесът на обслужване на апарата или оборудването в космоса се нарича космическа манипулация, която се извършва от съчленени роботи. Polybot е подходящ за поддръжка и проверка на космически станции или спътници. Роботизираните манипулатори се проектират за позициониране в космоса или на други планети за подражание на човешките манипулационни способности. Те обикновено са разположени на космически кораби със свободен полет или на настройка на орбита на други космически кораби, в рамките на космически превозни средства, планетни десанти и роувъри за получаване на проби.

Манипулатор на роботи

Манипулатор на роботи

Проектирани са роботизирани ровери за позициониране на планети за подражание на човешките способности за движение. Те често са разположени върху повърхностите на земните планети, малки слънчеви системи , аероботи (планетни атмосфери), цидроботи (ледени слоеве) и хидроботи (течни слоеве).

Автоматизиран дизайн и оптимизация

Модулните преконфигурируеми роботи или модулната роботизирана система се комбинират със софтуерни инструменти за подпомагане при избора и проектирането на най-добрата морфология и структура за управление за изпълнение на всяка конкретна задача. Въпреки че много черти от този дизайн неизбежно ще зависят от човешката интелигентност за предвидимото бъдеще, други черти са съгласни с автоматизираното проектиране и оптимизиране. Всички реконфигурируеми роботи, използвани в космическите приложения, трябва да бъдат проектирани така, че да могат да оцелеят със стресови изстрели, радиация в космоса, вакуум, разпределение на планетите и околната среда на планетата (планета, на която се използват реконфигурируеми роботи или на целеви планети).

Има два типа дизайни на преконфигурируеми роботи и те са: Решетъчно базирани дизайни и Верижно базирани дизайни.

Решетъчно базирани дизайни на мъжки реконфигурируем робот

Решетъчно базирани дизайни на мъжки реконфигурируем робот

При решетъчните проекти реконфигурирането е лесно, но е трудно да се генерира движение и този дизайн изисква повече брой съединители и изпълнителни механизми.

Верижни дизайни на реконфигурируем робот

Верижни дизайни на реконфигурируем робот

При верижните конструкции преконфигурирането е трудно и има недостатъчна твърдост, но е лесно да се генерира движение.

Модулна реконфигурируема симулация на роботи

Разработена е софтуерна симулационна среда, базирана на физика, използваща C ++, която улеснява потребителите за конструиране на преконфигурируеми роботи, използващи различни видове модули. Добавени са допълнителни типове модули със съвместими конектори за разширяване на симулацията.

Практически пример за самореконфигурируем модулен робот

Модулен трансформаторен модул

Модулен трансформаторен модул

Модулният трансформатор е един от често използваните преконфигурируеми роботи и тези модули M-TRAN се използват за формиране на 3-D структура (която може да променя собствената си конфигурация и също така може да генерира малки роботи), много-DOF робот (който гъвкаво се движи), и метаморфозиращ робот. Този модулен трансформатор се състои от два изпълнителни механизма и батерия.

Вътрешна схема на модул M-TRAN

Вътрешна схема на модул M-TRAN

Вътрешна блок-схема на модула M-TRAN, тя се състои от литиево-йонна батерия, нелинейна пружина, захранваща верига, основен процесор, сензор за ускорение, постоянен магнит, SMA намотка, свързваща плоча и PIC.

Тези преконфигурируеми роботи се използват в космически приложения за постигане на специфичните цели като осигуряване на телекомуникации, наблюдение над земята за връщане на данни, военна осъществимост и навигационни цели .

Има много други роботизирани проекти и приложения:

Надявам се тази статия да дава кратка информация за модулни преконфигурируеми роботи, използвани в космически приложения. За повече информация относно роботизирани електронни проекти можете да се обърнете към нас, като публикувате вашите запитвания в раздела за коментари по-долу.

Снимки Кредити

  • Модулни реконфигурируеми роботи от asmedigitalcollection
  • Роботи, използвани в космически приложения от роботнор
  • Робот Манипулатор от икроботика
  • Решетъчно базирани дизайни на мъжки реконфигурируем робот от csail.mit
  • Верижни дизайни на реконфигурируем робот от wikimedia
  • Модулен трансформаторен модул от единица.аист
  • Вътрешна диаграма на модула M-TRAN от slidesharecdn