Modulære rekonfigurerbare robotter i rumapplikationer

Modulære rekonfigurerbare robotter i rumapplikationer

Robotter er automatiske elektromekaniske enheder, der ligner mennesker eller dyr, der styres af et elektronisk kredsløb eller et computerprogram. Der er forskellige typer robotter, der bruges til forskellige typer applikationer . Nylige tendenser inden for robotteknologi har udviklet avancerede robotter, såsom kirurgiske robotter, er fjernmanipulatorer, der bruges til operationer (især nøglehulskirurgi), gangrobotter, der for det meste er flerbenede, der er i stand til at bevæge sig ved at gå, mikroboter og nanobotter er mikroskopiske, og disse nano-robotter eller nano-enheder, der bruges i menneskekroppen til at helbrede sygdomme, er rovere robotter med hjul, der bruges til at gå på andre planeter til udforskning af rummet. Typisk er robotter, der bruges i rumapplikationer autonome robotter , modulære rekonfigurerbare robotter eller selvkonfigurerbare modulære robotter osv.



Modulære rekonfigurerbare robotter

Modulære rekonfigurerbare robotter er generelt autonome kinematiske enheder med justerbar morfologi. I robotter med fast morfologi er kun de konventionelle opgaver såsom aktivering, registrering og kontrol kun i stand til at udføre. Men selvkonfigurerbare robotter eller modulære rekonfigurerbare robotter er i stand til at ændre deres egne former ved at omorganisere deres deleforbindelse, så de kan tilpasse nye forhold, udføre nye opgaver og komme sig fra skader.


Modulære rekonfigurerbare robotter

Modulære rekonfigurerbare robotter





Disse selvkonfigurerbare robotter kan defineres som robotter, der kan ændre deres form baseret på den vej, de skal passere. For eksempel, hvis en robot skal passere gennem et smalt rør, vil den omkonfigurere sig selv i form af en orm, og hvis den skal krydse et ujævnt terræn, vil den omkonfigurere sin form med edderkoplignende ben. Hvis der er et fladt terræn, vil det omkonfigurere sig selv som en kuglelignende struktur til hurtig bevægelse.

Disse rekonfigurerbare robotter klassificeres igen i to typer baseret på design. Såsom homogene modulære robotsystemer består af flere moduler med lignende design til at danne en struktur, der udfører en krævet opgave. Et heterogent modulært robotsystem består af flere moduler med forskellige designs, som hver især udfører specifikke funktioner, og disse bruges til at danne en struktur, der udfører en påkrævet opgave.



Omkonfigurerbare robotter i rumapplikationer

Som en del af forskningen på de andre planeter lancerer mange lande ofte flere satellitter eller rumopgaver for at undersøge planetenes forhold og karakteristika. For at opnå langvarige data lanceres således langvarige rummissioner, og disse langsigtede rummissioner er typisk selvkonfigurerbare systemer.

Disse selvkonfigurerbare robotter er i stand til at håndtere uforudsete situationer og selvreparation i tilfælde af skader. Vi ved, at rummissioner er enorme og massebegrænsede, så det er gavnligt, hvis vi bruger selvkonfigurerbare robotter, der kan udføre flere opgaver i stedet for flere robotter at hver kun udfører en bestemt opgave.


Robotter, der bruges i rumapplikationer

Robotter, der bruges i rumapplikationer

Indtil dato har mennesker sat sin anden fod end at planeten jorden kun er månen. Mens modulære robotter, der bruges i rumapplikationer, lanceres på mange andre planeter. En række landere, manipulatorer, orbitere og rovers sendt til Mars er berømte robotter, der bruges i rumapplikationer.

Robotmanipulatorer og -rovere

Der er forskellige typer opgaver, der udføres af leddede robotter i rummet. Processen med at servicere apparatet eller udstyret i rummet kaldes rummanipulation, der udføres af leddede robotter. Polybot passer godt til vedligeholdelse og inspektion af rumstationer eller satellitter. Robotmanipulatorer projiceres til positionering i rummet eller på andre planeter for at efterligne menneskelige manipulationsevner. De er generelt placeret på free-flyer rumfartøjer eller på kredsløb afstemning af andre rumfartøjer inden for rumfartøjer, planetariske landere og rovere til at erhverve prøver.

Robotmanipulator

Robotmanipulator

Robotrovere projiceres til positionering på planeter for at efterligne menneskelige bevægelsesevner. De er ofte placeret på de jordbaserede planeter, små solsystemer , aeroboter (planetariske atmosfærer), cydroboter (islag) og hydroboter (flydende lag).

Automatiseret design og optimering

Modulære rekonfigurerbare robotter eller modulære robotsystemer kombineres med softwareværktøjer til at hjælpe med at vælge og designe den fineste morfologi og kontrolstruktur til at udføre hver enkelt opgave. Selvom mange træk ved dette design uundgåeligt vil afhænge af menneskelig intelligens i den forudsigelige fremtid, er andre træk berettiget til automatiseret design og optimering. Alle rekonfigurerbare robotter, der bruges i rumapplikationer, skal designes således, at de er i stand til at overleve med affyringsspændinger, stråling i rummet, vakuum, planetarisk distribution og miljø på planeten (planet, hvor der bruges rekonfigurerbare robotter eller på målplaneter).

Der er to typer design af rekonfigurerbare robotter, og de er: Gitterbaseret design og kædebaseret design.

Gitterbaserede design af mandlig rekonfigurerbar robot

Gitterbaserede design af mandlig rekonfigurerbar robot

I gitterbaserede designs er omkonfiguration let, men det er svært at generere bevægelse, og dette design kræver mere antal stik og aktuatorer.

Kædebaserede design af rekonfigurerbar robot

Kædebaserede design af rekonfigurerbar robot

I kædebaserede designs er omkonfiguration hård og har utilstrækkelig stivhed, men det er let at generere bevægelse.

Modulær rekonfigurerbar robotsimulation

Et softwaresimuleringsmiljø baseret på fysik blev udviklet ved hjælp af C ++, der letter brugerne til at konstruere rekonfigurerbare robotter ved hjælp af forskellige typer moduler. Yderligere modultyper tilføjes med kompatible stik til at udvide simuleringen.

Praktisk eksempel på selvkonfigurerbar modulær robot

Modulært transformermodul

Modulært transformermodul

Modulær transformer er en af ​​de hyppigt anvendte rekonfigurerbare robotter, og disse M-TRAN-moduler bruges til at danne 3-D-struktur (der kan ændre sin egen konfiguration og også i stand til at generere små robotter), multi-DOF-robot (der fleksibelt lokomoter), og metamorfoserende robot. Denne modulære transformer består af to aktuatorer og batteri.

Internt diagram over M-TRAN-modulet

Internt diagram over M-TRAN-modulet

Internt blokdiagram over M-TRAN-modulet, det består af Li-ion-batteri, ikke-lineær fjeder, strømforsyningskredsløb, hoved-CPU, accelerationssensor, permanent magnet, SMA-spole, forbindelsesplade og PIC.

Disse rekonfigurerbare robotter bruges i rumapplikationer til at nå de specifikke mål såsom levering af telekommunikation, observation over jorden for datareturnering, militær gennemførlighed og navigationsformål .

Der er mange andre robotbaserede projekter og applikationer:

Håber, at denne artikel giver kort information om modulære rekonfigurerbare robotter, der bruges i rumapplikationer. For mere information om robotbaserede elektronikprojekter du kan henvende dig til os ved at sende dine forespørgsler i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter