Chọn ngôn ngữ Khi thảm họa xảy ra—có thể là động đất, sập công trình hoặc rò rỉ hóa chất nguy hiểm—môi trường trở thành một mê cung khó lường với những mảnh vụn lởm chởm, đường nghiêng không ổn định và bề mặt trơn trượt. Trong những tình huống rủi ro cao này, khả năng di chuyển của những người ứng cứu đầu tiên thường bị hạn chế do nguy hiểm về thể chất. Đây là nơi cơ khí chuyên ngành của đường ray sâu bướm cho robot trở thành nền tảng thực sự của các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn hiện đại. Không giống như các loại xe có bánh xe gặp khó khăn với việc định tâm cao hoặc chìm trong bùn mềm, đường đua robot hệ thống cung cấp diện tích bề mặt liên tục cần thiết để biến một nền tảng cơ khí thành một thiết bị sống sót trên mọi địa hình.
Vật lý cơ bản của đường ray xe tăng robot liên tục
Để hiểu tại sao một robot kiểm tra theo dõi là tiêu chuẩn vàng để ứng phó với thảm họa, người ta phải xem xét sự phân bổ áp lực mặt đất. Trong nhiệm vụ giải cứu, “mặt đất” hiếm khi vững chắc; nó thường là hỗn hợp của sỏi rời, kính vỡ và vật liệu cách nhiệt ướt. Một robot có bánh xe tập trung toàn bộ khối lượng của nó vào bốn miếng tiếp xúc nhỏ. Trên các mảnh vụn mềm hoặc không bằng phẳng, áp suất cao này khiến bánh xe lún sâu vào, giữ robot tại chỗ một cách hiệu quả.
Đường ray xe tăng robot giải quyết vấn đề này thông qua nguyên lý phân tán tải. Bằng cách sử dụng một vòng lặp liên tục được điều khiển bởi các đĩa xích bên trong, trọng lượng của robot được phân bổ trên toàn bộ chiều dài dấu chân của đường đua. Áp suất mặt đất thấp này cho phép máy "nổi" qua các chướng ngại vật có thể nuốt chửng lốp xe truyền thống. Hơn nữa, lợi thế cơ học của đường đua robot nằm ở lực kéo dọc của nó. Do nhiều "móc móc" hoặc rãnh tiếp xúc đồng thời với bề mặt nên rô-bốt có thể tạo ra lực kéo đáng kể, cho phép nó trèo qua các khối bê tông hoặc kéo các cảm biến nặng và dây buộc liên lạc qua các khe hở hẹp.
Khoa học Vật liệu và Sự chuyển đổi sang Đường ray Xe tăng Cao su cho Robot
Trong những ngày đầu của robot, nhiều thiết kế vay mượn rất nhiều từ xe tăng quân sự, sử dụng các liên kết thép nặng. Tuy nhiên, đối với việc tìm kiếm và cứu hộ, trọng lượng và độ rung là những kẻ thù nguy hiểm. Sự xuất hiện của cường độ cao đường ray xe tăng cao su cho robot đã cách mạng hóa lĩnh vực này. Những đường ray này thường bao gồm các hợp chất tổng hợp được gia cố, thường được gắn bằng thép bên trong hoặc dây Kevlar để tránh bị giãn trong khi vẫn duy trì tính linh hoạt.
Việc lựa chọn cao su không chỉ đơn thuần là giảm trọng lượng. Trong môi trường tìm kiếm và cứu hộ đô thị (USAR), robot thường cần phải di chuyển trên các bề mặt mỏng manh hoặc trơn bóng, chẳng hạn như đá cẩm thạch được đánh bóng ở hành lang bị sập hoặc lớp mạ kim loại ướt trong nhà máy. Mặc dù các rãnh kim loại có thể trượt hoặc làm hỏng tính toàn vẹn cấu trúc còn lại của sàn, đường ray xe tăng cao su cho robot tạo ra hệ số ma sát cao. Độ đàn hồi của cao su cho phép rãnh "tuân theo" một chút hình dạng vi mô của mảnh vụn, "bám" các cạnh của gạch và ống một cách hiệu quả. "Khóa cơ học" này là thứ cho phép robot kiểm tra theo dõi để leo lên cầu thang hoặc di chuyển trên đống đổ nát nghiêng 45 độ mà không bị trượt lùi.
Hình học điều hướng trong Robot kiểm tra được theo dõi
A robot kiểm tra theo dõi hiếm khi chỉ là một hộp trên hai thắt lưng. Cơ chế phức tạp liên quan đến "chân chèo" hoặc các mô-đun đường phụ cho phép robot thay đổi hình dạng một cách linh hoạt. Đây là một bước tiến hóa quan trọng trong đường ray sâu bướm cho robot . Bằng cách khớp nối các phần phía trước hoặc phía sau của đường ray, robot có thể vươn lên trên để bám vào mép của một gờ cao hoặc kéo dài chiều dài cơ sở của nó để thu hẹp khoảng cách rộng giữa hai mảnh sàn bị sập.
Khả năng thích ứng hình học này đảm bảo rằng trọng tâm vẫn nằm trong phạm vi dấu chân của đường ray ngay cả khi di chuyển khắc nghiệt. Trong tìm kiếm và cứu hộ, mục tiêu thường là đưa máy ảnh hoặc cảm biến carbon dioxide vào một "khoảng trống" nơi những người sống sót có thể bị mắc kẹt. Nếu robot bị lật, nhiệm vụ sẽ kết thúc. Lập trường rộng rãi và cấu hình thấp vốn có trong đường ray xe tăng robot cung cấp một nền tảng ổn định tự nhiên, chống lật, ngay cả khi robot đang mang thiết bị LIDAR nặng hoặc cánh tay robot trên boong trên cùng của nó.
Vượt qua ma sát trượt và lái TRONG Đường ray xe tăng robot
Một trong những khía cạnh cơ học phức tạp nhất của đường ray xe tăng robot là phương pháp điều khiển. Không giống như ô tô sử dụng hệ thống lái thanh răng và bánh răng để quay bánh xe, hầu hết các rô-bốt bánh xích đều sử dụng "hệ thống lái trượt". Điều này liên quan đến việc lái một đường nhanh hơn đường kia hoặc đảo ngược một đường trong khi đường kia di chuyển về phía trước. Mặc dù điều này cho phép bán kính quay vòng bằng 0—rất cần thiết trong không gian chật hẹp, ngột ngạt của một tòa nhà bị sập—nhưng nó tạo ra ứng suất ngang rất lớn lên mặt sàn. đường đua robot chính nó.
Cơ cấu bên trong phải đủ chắc chắn để chịu được các lực cắt này. Đây là lý do tại sao bề mặt tiếp xúc giữa bánh xích dẫn động và vấu ray được thiết kế chính xác. trong một robot kiểm tra theo dõi , "cao độ" của đường đua phải duy trì ổn định ngay cả khi có độ căng cao để tránh tình trạng "mất đường ray" (đường ray rơi khỏi bánh xe). Robot cứu hộ hiện đại thường có hệ thống tự căng sử dụng lò xo hoặc bộ truyền động thủy lực để giữ đường ray sâu bướm cho robot căng, đảm bảo rằng ngay cả khi một tảng đá mắc vào cụm dẫn động, đường ray vẫn nằm yên và hoạt động.
Độ bền và Bảo trì của Đường ray xe tăng robot trong môi trường thù địch
Môi trường của nhiệm vụ giải cứu bị mài mòn về mặt hóa học và vật lý. Bụi từ bê tông nghiền có tác dụng giống như giấy nhám trên các bộ phận chuyển động và nước đọng có thể ăn mòn các ổ trục bên trong. Thiết kế của đường ray xe tăng cao su cho robot thường kết hợp các kiểu gai lốp "tự làm sạch". Đây là những rãnh góc cạnh sử dụng khả năng uốn cong tự nhiên của cao su khi nó làm tròn bánh xích để đẩy bùn và đá nhỏ ra ngoài, nếu không sẽ làm kẹt cơ cấu.
Hơn nữa, tính chất kín của các con lăn bên trong đường ray là rất quan trọng. Bởi vì một robot kiểm tra theo dõi có thể cần phải đi vào các tầng hầm ngập nước hoặc di chuyển qua bọt chữa cháy, các trục cơ khí trong khung đường ray thường được bọc trong vòng đệm chữ O. các đường đua robot hoạt động như tuyến phòng thủ đầu tiên, hấp thụ tác động của các thanh cốt thép lởm chởm và kính vỡ để các thiết bị điện tử nhạy cảm nằm trong khung xe vẫn được bảo vệ khỏi những rung động mạnh trong hành trình.
Khi thảm họa xảy ra—có thể là động đất, sập công trình hoặc rò rỉ hóa chất nguy hiểm—môi trường trở thành một mê cung khó lường với những mảnh vụn lởm chởm, đường nghiêng không ổn định và bề mặt trơn trượt.
