Із танка в дрон: винахідник створив робота, який може літати, як БПЛА, та їздити по землі

У нового робота-трансформера два сервоприводи і два лінійні приводи транспортного засобу управляються спеціальною друкованою платою, що працює під управлінням програмного забезпечення Dreamflight. Про це пише Interesting Engineering.

Інженер-аматор створив робота, який одним натисканням кнопки трансформується з режиму танка в режим квадрокоптера. Пристрій Міхаеля Рехтіна переходить зі стану руху в стан польоту за допомогою чотириланкової системи тяг. Лінійний привід, що втягується, повертає колеса і захисні кожухи гвинтів у вертикальне положення для польоту.

Основна конструкція посилена пластинами з вуглецевого волокна, а основні деталі, що несуть навантаження, виготовлені з легкого вуглецевого нейлону для міцності та термостійкості.

"Знадобилися сотні деталей, надрукованих на 3D-принтері, незліченна кількість доопрацювань конструкції, зламане обладнання, несправне програмне забезпечення і кілька сумнівних рішень, але зрештою я побудував те, що дійсно працює", — сказав Рехтін.

Дворежимна інновація

Проєкт почався з програмного забезпечення для автоматизованого проєктування (САПР) Onshape. Ця програма давала змогу дизайнеру робити начерки ідей, тестувати системи зв'язків і забезпечувати працездатність механізму трансформації.

За словами Рехтіна, найскладнішим аспектом проєктування стала розробка системи тяги, яка могла б перемикати транспортний засіб між режимами руху і польоту.

Інженер підкреслює, що після кількох годин роботи і креативності, підживлюваної кавою, дизайн перетворився на функціональну 3D-модель, готову до будівництва.

У режимі руху система зв'язку утримує колеса і гусениці перпендикулярно землі. Активація сервоприводу опускає корпус транспортного засобу, тоді як лінійні приводи повертають ротори, щоб вирівнятися із землею для режиму польоту. Створення 2D-моделі на ранніх етапах проєктування допомогло вдосконалити цей складний механізм.

Оптимізація матеріалів

Автомобіль здебільшого побудовано з використанням 3D-друкованих компонентів, понад 100 деталей виготовлено на принтерах Bamboo Labs X1 Carbon і P1S. Ці принтери отримали високу оцінку за свою швидкість, надійність і здатність виробляти високоякісні відбитки.

Деякі деталі були виготовлені з нейлону з вуглецевим волокном, легкого і міцного матеріалу з гладкою поверхнею, для міцності і довговічності. Для менш важливих компонентів використовувалася матова нитка PLA.

За словами Рехтіна, цей вибір дозволив використовувати додаткові параметри і заповнення для посилення деталей, хоча це збільшило вагу автомобіля. Майбутні ітерації можуть перейти на більш легкі матеріали, як-от нейлон із вуглецевого волокна, щоб поліпшити продуктивність.

Для підтримки конструкції автомобіль також містить не-3D-друковані деталі, такі як бічні пластини з вуглецевого волокна. Ці пластини необхідні для жорсткості та естетики кузова.

Спеціалізована друкована плата з програмним забезпеченням Dreamflight керує шістьма безщітковими двигунами, двома сервоприводами і двома лінійними приводами транспортного засобу.

Пластини були вирізані за допомогою фрезерного верстата з ЧПУ і мають трикутні вирізи для зниження ваги без шкоди для міцності. Кожна пластина товщиною 3 мм призначена для надійного кріплення 3D-друкованих компонентів.

Система переходу працювала добре під час випробувань, а режим танка продемонстрував виняткову потужність і мобільність. Однак, оскільки квадрокоптер важив понад 3,3 кг, ранні льотні випробування виявили проблеми з вагою і міцністю приводу.

Раніше ми писали про те, як робот-вогнеметник Thermonator може допомогти ЗСУ. Робота можна застосовувати не тільки на війні, проте такі автономні збройні системи все частіше знаходять застосування на полі бою.