robogeek.ru

все о роботах и робототехнике

edu.robogeek.ru

все об обучении робототехнике

Этот робот может сделать больше отжиманий, потому что он "потеет" (+видео)

Когда мы используем наши мышцы, они вырабатывают тепло в качестве побочного продукта. При интенсивной нагрузке их нужно активно охлаждать, поэтому мы потеем. В процессе потения выделяющаяся вода испаряется и при этом охлаждает мышцы.

Роботы, особенно такие динамичные как гуманоиды, используют электродвигатели с высоким крутящим моментом и выделяющие достаточное количество тепла, что постоянно серьезно ограничивает их производительность. Одной из причин успеха японской компании SHAFT на испытаниях в финале конкурса DRC стало то, что они придумали как использовать жидкостное охлаждение для двигателей робота, которые при высоком крутящем моменте способны работать в течение длительного периода времени без перегрева.

В большинстве механических систем эту проблему с тепловыделением решают с помощью вентиляторов и радиаторов, а это значит создается специальная система охлаждения, которая занимает пространство и добавляет массу. На завершившейся международной конференции по интеллектуальным системам и роботам (IROS) японские исследователи представили новую идею о том, как охладить человекоподобных роботов гораздо более эффективным способом. Они предлагают создавать способный выделять воду каркас для гуманоидного робота.

Исследователи из Лаборатории JSK в Токийском унивеситете, под руководством профессора Масаюки Инаба попытались выяснить, как добавить систему охлаждения к их 1,7-метровому, весящему 56 кг гуманоиду по имени Kengoro (который соединяется с Kojiro и Kenshiro, также входящими в семейство роботов JSK). Kengoro уже до краев набит структурными компонентами, печатными платами, зубчатыми передачами и 108 двигателями (!). И там просто нет места, чтобы добавить активное водяное охлаждение с трубками, радиатором и вентиляторами. Исследователи начали думать о том, как бы лучше использовать существующие компоненты Kengoro, и пришли к идее использования скелетной структуры робота (его металлического каркаса) в качестве системы доставки охлаждающей жидкости.

Этот подход выходит за рамки простого омывания циркулирующей по внутренним каналам воды, так как это не решило бы проблему, требуя дополнительного радиатора. Вместо этого исследователи решили использовать пассивную технологию, позволяя воде просачиваться через каркас моторов для охлаждения их испарительным методом. Другими словами, Kengoro на самом деле потеет.

Основная хитрость заключается в том, как сконструировать такой каркас. Он создан из спеченного лазером алюминиевого порошка, а именно с использованием технологии аддитивного послойного синтеза, которая позволяет «печатать» сложные конструкции из металла.

В процессе изготовления, можно выборочно изменять проницаемость металла. При низкий проницаемости металла будет что-то вроде цельного кирпича из алюминия. При высокой проницаемости кусок металла будет иметь, как губка, структуру из крошечных щелей и туннелей.

Теперь алюминиевые кости помогут транспортировать воду внутри робота, но другой трюк (определенно более полезный) в том, чтобы заставить робота потеть полезным способом, а не просто поливать водой пол. Лазерное спекание позволяет воде просачиваться из внутреннего пористого слоя в более пористые области вблизи поверхности корпуса, откуда она может испаряться в воздух.

Kengoro может работать в течение половины дня примерно на чашке деионизированной воды, хотя ему как и нам вода требуется для охлаждения чтобы быть эффективным, особенно при высокой нагрузке. Тестирование показывает, что данный способ охлаждения работает в три раза лучше, чем воздушное охлаждение, а также значительно лучше чем просто вода циркулирующая через внутренние каналы, хотя он и не столь эффективен как традиционный радиатор с использованием активного охлаждения. На практике это означает, что Kengoro может дольше работать на полную мощность, что позволяет ему делать отжимания в течение 11 минут подряд, не перегревая свои двигатели.

Комментарии

(0) Добавить комментарий

Есть вопрос по робототехнике? Не можете найти робота для своих нужд? Пишите нам!

Для обратной связи укажите ваш E-mail, он будет доступен только администратору. Так вы сможете оперативно узнать, когда ответ на ваш вопрос будет опубликован