LegoAddict & Jaxor
Привет, Джаксор. Я тут кое-что придумал насчёт модульного робота, который сможет перестраиваться прямо в процессе работы – как конструктор Лего, только собирающийся в разные формы. Хочешь порыться в механике и посмотрим, сможем ли мы сделать его точным и рабочим?
Звучит как интересная задачка, но сначала нужен крепкий план. Начни со стандартного общего интерфейса — чего-то, что гарантирует повторяемость углов и надёжность. Потом продумай кинематику, чтобы каждая перенастройка была решением замкнутого цикла, а не методом научного тыка. Не забудь про распределение питания: модули должны использовать общий шинный интерфейс, чтобы не создавать тупиковые ситуации. И добавь быстродействующий предохранительный замок, чтобы робот не рухнул на тебя, пока ты меняешь детали. Готов набросать эскиз базового модуля?
Ладно, давай разложим суть базового модуля. В первую очередь, думаю о повороте на 90 градусов с шарнирным соединением, но усиленным двойным подшипником и зубцами шестерни размером 2 дюйма с каждой стороны – для точности. Это обеспечит нам повторяемость угла каждый раз, когда мы соединяем детали обратно. Далее, кинематическая цепь – если мы зафиксируем угол каждого сустава, то общая матрица преобразований будет просто произведением этих матриц. Мы можем заранее вычислить обратную матрицу для каждой конфигурации, чтобы контроллер просто мог найти нужные углы. Что касается питания, то нужен центральный шинный разветвление через модульный кольцевой разъем; каждый блок будет иметь DC-DC преобразователь на 5 вольт, чтобы поддерживать стабильное напряжение. И этот быстрый фиксатор: небольшой кулачок, который срабатывает, когда соединение находится в нужном положении – просто рычаг, который пользователь тянет для фиксации, и поднимает для разблокировки. Как тебе такой фундамент?
Это неплохая отправная точка, но небольшие доработки могут существенно упростить процесс. Двухслойный вал, пожалуй, избыточен; высокопрочного сплава хватит, если зубы шестерни будут достаточно глубокими. По кинематической схеме – убедись, что фиксированный шаг не создаст сингулярность при преобразовании, проверь несколько крайних случаев, прежде чем окончательно утвердишь конструкцию. А для питания – лучше один источник на 12 вольт с локальными понижающими преобразователями, чем цепочка на 5 вольт; так бюджет по току будет жестче, и меньше тепла. Замок с роликовым подшипником – хорошо, но добавь предохранительную защелку, которая срабатывает, если рычаг в неправильном положении – не хочется, чтобы робот упал, потому что кто-то забыл повернуть рычаг. Готов протестировать вал в первую очередь?
Понял, Джаксор. Сейчас возьму вал диаметром дюйм, из высокопрочной легированной стали, проведу испытания на крутящий момент для шестерни с глубоким профилем, и набросаю матрицу движений, чтобы проверить на сингулярности. Потом зафиксируем ось в испытательном приспособлении и посмотрим, как выступ и замок будут работать под нагрузкой. Помню про 12-вольтовую шину, добавлю простой понижающий преобразователь для каждого участка. Давай поскорее закончим с прототипом оси и посмотрим, как оно ощущается.