Le Manta Drive : Preuve de concept pour un système de propulsion ROV. : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Chaque véhicule submersible a des faiblesses. Tout ce qui perce la coque (porte, câble) est une fuite potentielle, et si quelque chose doit à la fois percer la coque et bouger en même temps, le potentiel de fuite est multiplié.

Ce Instructable décrit un système d'entraînement qui élimine le besoin d'arbres de transmission pour percer la coque d'un ROV ("Remotely Operated Vehicle" - un sous-marin robot contrôlé par fil), et supprime également la possibilité très réelle de faire tourner les roues à aubes s'emmêler ou se coincer par des plantes sous-marines ou des lignes suspendues. Cela pourrait également donner lieu à des véhicules qui ont un effet beaucoup moins dommageable sur les habitats qu'ils sont utilisés pour enquêter, en raison de l'absence de "lavage", et parce que l'absence de turbines rotatives réduira le risque de blesser les animaux. rencontres.

Étape 1: Le concept

Toute l'idée du Manta Drive a été inspirée par une visite dans un aquarium où les membres du public ont eu la chance de piloter de petits ROV autour d'un parcours d'obstacles. J'ai eu mon premier aperçu des ROV et j'ai réalisé deux choses:

• Il y avait beaucoup d'endroits pour que l'eau pénètre à l'intérieur des ROV
• Les ROV n'avaient pas l'air bien - ils n'étaient que des boîtes et ne semblaient pas conçus pour nager. Il leur manquait l'élégance que j'associe aux animaux nageurs.

Plus tard, la réflexion est également venue à considérer la puissance - les roues à aubes à haute révolution utilisées par les ROV m'ont semblé avides de puissance. Je me trompe peut-être et je n'ai pas testé la consommation électrique du Manta Drive, mais c'est une considération secondaire. Alors que je me promenais dans l'aquarium, les ROV ont joué dans mon esprit et je me suis retrouvé à les comparer à chaque animal que j'ai vu. Comment se sont-ils comparés ? Le mouvement de nage de l'animal pourrait-il être reproduit avec élégance, de manière à maintenir l'intégrité de la coque* ? En regardant des poissons comme les raies, les concombres de mer et les poissons-pierres, j'ai réalisé que la méthode de propulsion la plus élégante était la nageoire ondulante. J'ai aussi réalisé quelque chose d'important - les poissons ne fuient pas. Un arbre rotatif doit percer complètement la coque, en passant par un trou dans la coque. D'un autre côté, un mouvement alternatif (de haut en bas) pouvait fonctionner à travers une membrane flexible et imperméable qui pouvait être fixée fermement autour de toutes les pièces mobiles sans se déchirer. J'ai en outre réalisé que les membranes flexibles pouvaient s'user, mais pas les aimants, et les aimants peuvent agir à travers n'importe quel matériau non magnétique sans restriction. Rend la coque rigide, mais non magnétique, et les risques de fuites dues au système d'entraînement sont totalement éliminés._{* Oh, j'ai fait tout Star Trek pendant une seconde là-bas !}

Étape 2: Matériaux et outils

Tout ce que j'ai acheté pour ce projet étaient les aimants - de petits aimants en néodyme fraisés d'ebay. Le reste était fait de matériel que j'avais déjà stocké dans mon hangar - du bois de rebut, des brochettes de bambou et une paire de stylos à bille morts. aucun outil spécialisé n'était requis - une scie à métaux junior avec des lames pour le bois et le métal, un pistolet à colle chaude, une perceuse et mon multi-outil. Santé et sécurité Vous utiliserez des objets chauds, tranchants et très sifflants. Soyez prudent. Faites particulièrement attention aux aimants en néodyme - ils peuvent se pincer douloureusement et se briseront s'ils volent ensemble.

Étape 3: Les cadres

J'ai coupé deux stylos à bille vides en cinq longueurs à peu près égales chacun - trois pour prendre les côtes de la manta, deux pour les espacer.

Le cadre lui-même est composé de trois longueurs coupées dans du bois de rebut - la base mesure environ 10 cm de long, les sections d'extrémité mesurent environ 3 cm de long et sont percées près du sommet, à l'aide d'un foret du même diamètre que les brochettes de bambou. J'ai collé le bois ensemble à chaud, puis j'ai enfilé du bambou à travers les trous et les morceaux de stylo.

Étape 4: Les côtes levées

La propulsion proprement dite du Manta Drive est assurée par de simples nervures. Ceux-ci sont couplés au mécanisme d'entraînement par les aimants.

Facile. J'ai enfilé des brochettes de bambou dans les trous des aimants et les ai collées à chaud en place, puis j'ai collé le bambou à trois des morceaux de stylo sur le cadre.

Étape 5: Le lecteur réel

Les nervures sont reliées, via des forces magnétiques, au mécanisme d'entraînement.

Dans un ROV fini, les aimants internes seraient probablement déplacés par des moteurs ou des servos. Dans ce modèle, j'ai juste utilisé plus de leviers, des versions raccourcies des côtes.

Étape 6: connexion et lecteur

Le lecteur n'est pas destiné à ce que les aimants soient en contact direct, et il bat de toute façon l'objet.

Dans le ROV final, il y aura une coque non magnétique entre les nervures et l'entraînement. L'air non magnétique fait la même chose, donc tout ce dont j'avais besoin était un ensemble d'entretoises pour maintenir les deux ensembles d'aimants séparés. Plus de bois de rebut (6 cm de long, si cela vous intéresse), avec des morceaux de bambou pour l'empêcher de glisser d'un côté.

Étape 7: Travailler le modèle

Le fonctionnement est, en principe, très simple: lorsque les leviers se déplacent à l'intérieur du ROV, les épines se déplacent à l'extérieur. L'astuce consiste à déplacer les côtes dans une séquence utile. Dans cette vidéo, j'ai fait un simple "support" à partir de plus de bambou, l'a glissé sur les leviers d'entraînement et l'a utilisé pour déplacer les leviers dans une séquence d'ondes de base. Dans le ROV final, les leviers seraient déplacés simplement par un arbre à cames entraîné par un seul moteur. Pour plus de contrôle, permettant des "ondes" de longueur et de fréquence différentes, chaque levier pourrait être déplacé individuellement par un servomoteur commandé par microprocesseur.

Étape 8: Étapes futures

De toute évidence, le modèle présenté à l'étape 7 ne pilotera rien. Un ROV fini aura une rangée de nervures de chaque côté de la coque, beaucoup plus de nervures que trois. Entre les côtes, le ROV aura soit une seule membrane, de sorte que les ondulations dans la membrane fourniront la force de propulsion. Inverser la direction de la vague inverse la poussée. Des ROV bien moins chers que les appareils professionnels actuellement disponibles. En utilisant l'entraînement à couplage magnétique, la coque pourrait être facile à trouver et facile à rendre étanche. J'imagine que cela fonctionnerait bien avec une longueur de tuyau d'égout en plastique de grand diamètre comme coque. Des raccords à compression assortis peuvent facilement fermer les extrémités du tuyau. Les modifications pour permettre à une caméra de voir à l'extérieur ou à un câble de commande de passer peuvent être rendues étanches très facilement, car elles n'auront pas besoin de permettre le mouvement. Pour une utilisation réelle, les ROV alimentés par le Manta Drive seront, je pense, principalement véhicules de loisirs, utilisés pour explorer les mystères de la piscine ou du canal local. Cependant, j'espère que le lecteur pourra être repris par des chercheurs "sérieux", car il pourrait être utilisé pour rendre les ROV plus furtifs - avec une coque de forme et de couleur appropriée, un ROV Manta Drive pourrait être déguisé en gros poisson-pierre, ou même une véritable raie Manta. Cela leur permettrait d'interagir plus naturellement avec les poissons vivants, de la même manière que le Roboshark de la BBC ou le Robot Tuna du Draper Laboratory, mais avec moins d'obstacles technologiques à franchir (et beaucoup moins cher !)

Deuxième prix du concours de robots Instructables et RoboGames