Modulära omkonfigurerbara robotar i rymdapplikationer

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





Robotar är automatiska elektromekaniska enheter som liknar människor eller djur som styrs av en elektronisk krets eller ett datorprogram. Det finns olika typer av robotar som används för olika typer av applikationer . Nya trender inom robotteknik har utvecklat avancerade robotar som kirurgiska robotar är fjärmanipulatorer som används för operationer (särskilt nyckelhålskirurgi), gångrobotar som mestadels är flerbenta som kan röra sig genom att gå, mikroboter och nanoboter är mikroskopiska och dessa nano-robotar eller nano-enheter som används i människokroppen för att bota sjukdomar, roversna är robotar med hjul som används för att gå på andra planeter för utforskning av rymden. Vanligtvis är robotar som används i rymdapplikationer autonoma robotar , modulära omkonfigurerbara robotar eller självkonfigurerbara modulära robotar, och så vidare.

Modulära omkonfigurerbara robotar

Modulära omkonfigurerbara robotar är i allmänhet autonoma kinematiska enheter med justerbar morfologi. I robotar med fast morfologi är det bara konventionella uppgifter som manövrering, avkänning och styrning som bara kan utföra. Men självkonfigurerbara robotar eller modulära omkonfigurerbara robotar kan ändra sina egna former genom att omorganisera deras delanslutningar så att de anpassar nya omständigheter, utför nya uppgifter och återhämtar sig från skador.




Modulära omkonfigurerbara robotar

Modulära omkonfigurerbara robotar

Dessa självkonfigurerbara robotar kan definieras som robotar som kan ändra sin form baserat på den väg de måste gå igenom. Till exempel, om en robot måste passera genom ett smalt rör, kommer den att konfigurera om sig själv i form av en mask och om den måste korsa en ojämn terräng, kommer den att konfigurera om sin form med spindelliknande ben. Om det finns en platt terräng kommer den att konfigureras om som en kulliknande struktur för snabb rörelse.



Dessa rekonfigurerbara robotar klassificeras igen i två typer baserat på design. Såsom homogena modulära robotsystem består av flera moduler med liknande design för att bilda en struktur så att den utför en nödvändig uppgift. Ett heterogent modulärt robotsystem består av flera moduler med olika mönster som var och en utför specifika funktioner och dessa används för att bilda en struktur som utför en nödvändig uppgift.

Omkonfigurerbara robotar i rymdapplikationer

Som en del av forskningen kring de andra planeterna lanserar många länder ofta flera satelliter eller rymduppdrag för att studera planeternas förhållanden och egenskaper. För att erhålla långtidsdata lanseras sålunda långsiktiga rymduppdrag och dessa långsiktiga rymduppdrag är typiskt självkonfigurerbara system.

Dessa självkonfigurerbara robotar kan hantera oförutsedda situationer och självreparation vid eventuella skador. Vi vet att rymduppdrag är enorma och massbegränsade, så det är fördelaktigt om vi använder självkonfigurerbara robotar som kan utföra flera uppgifter istället för flera robotar att var och en bara utför en viss uppgift.


Robotar som används i rymdapplikationer

Robotar som används i rymdapplikationer

Hittills har människor satt andra ben än att jorden bara är månen. Medan modulära robotar som används i rymdapplikationer lanseras på många andra planeter. En serie landare, manipulatorer, orbitrar och rovers som skickas till Mars är kända robotar som används i rymdapplikationer.

Robotmanipulatorer och Rovers

Det finns olika typer av uppgifter som utförs av ledade robotar i rymden. Processen att betjäna apparaten eller utrustningen i rymden kallas rymdmanipulation som utförs av ledade robotar. Polybot passar bra för underhåll och inspektion av rymdstationer eller satelliter. Robotmanipulatorer projiceras för positionering i rymden eller på andra planeter för att efterlikna mänskliga manipulationsförmågor. De är i allmänhet placerade på fri-flygplan rymdskepp eller vid omjustering av andra rymdfarkoster, inom rymdfordon, planetlandare och rovers för att få prover.

Robotmanipulator

Robotmanipulator

Robotrovers projiceras för positionering på planeter för att efterlikna mänskliga rörelseförmågor. De placeras ofta på de markbundna planeterytorna, små solsystem , aeroboter (planetatmosfärer), cydroboter (islager) och hydroboter (flytande lager).

Automatiserad design och optimering

Modulära omkonfigurerbara robotar eller modulära robotsystem kombineras med programvaruverktyg för att hjälpa till att välja och utforma den finaste morfologin och kontrollstrukturen för att utföra varje enskild uppgift. Även om många egenskaper i denna design oundvikligen kommer att bero på mänsklig intelligens under en förutsägbar framtid, är andra egenskaper lämpliga för automatiserad design och optimering. Alla rekonfigurerbara robotar som används i rymdapplikationer måste vara utformade så att de kan överleva med lanseringsspänningar, strålning i rymden, vakuum, planetfördelning och miljö på planeten (planet på vilken rekonfigurerbara robotar används eller på målplaneter).

Det finns två typer av mönster av omkonfigurerbara robotar och de är: Gitterbaserade mönster och kedjebaserade mönster.

Gitterbaserade mönster av manlig rekonfigurerbar robot

Gitterbaserade mönster av manlig rekonfigurerbar robot

I gitterbaserade konstruktioner är omkonfigurering enkelt, men det är svårt att generera rörelse och den här designen kräver mer antal kontakter och ställdon.

Kedjebaserade mönster av omkonfigurerbar robot

Kedjebaserade mönster av omkonfigurerbar robot

I kedjebaserade konstruktioner är omkonfigurering hård och har otillräcklig styvhet, men det är lätt att generera rörelse.

Modulär omkonfigurerbar robotsimulering

En mjukvarusimuleringsmiljö baserad på fysik utvecklades med C ++ som underlättar för användare att konstruera rekonfigurerbara robotar med olika typer av moduler. Ytterligare modultyper läggs till med kompatibla kontakter för att förlänga simuleringen.

Praktiskt exempel på självkonfigurerbar modulär robot

Modulär transformatormodul

Modulär transformatormodul

Modulär transformator är en av de ofta använda rekonfigurerbara robotarna och dessa M-TRAN-moduler används för att bilda 3-D-struktur (som kan ändra sin egen konfiguration och även kunna generera små robotar), multi-DOF-robot (som flexibelt lok). och metamorfoserande robot. Denna modulära transformator består av två ställdon och batteri.

Internt diagram för M-TRAN-modulen

Internt diagram för M-TRAN-modulen

Internt blockschema för M-TRAN-modulen, den består av Li-ion-batteri, icke-linjär fjäder, strömförsörjningskrets, huvud-CPU, accelerationssensor, permanentmagnet, SMA-spole, anslutningsplatta och PIC.

Dessa rekonfigurerbara robotar används i rymdapplikationer för att uppnå de specifika målen såsom tillhandahållande av telekommunikation, observation över jorden för dataretur, militär genomförbarhet och navigationsändamål .

Det finns många andra robotbaserade projekt och applikationer:

Hoppas den här artikeln ger kort information om modulära omkonfigurerbara robotar som används i rymdapplikationer. För mer information om robotbaserade elektronikprojekt du kan kontakta oss genom att skicka dina frågor i kommentarfältet nedan.

Fotokrediter