Плуване без сблъсъци с ултразвук

Подводният робот BionicFinWave маневрира през тръбна система

С помощта на ултразвук делфините и гриндите могат да се ориентират дори в мътни и тъмни води благодарение на естествения си ехолот. Подводниците също използват ултразвукова технология за ориентиране. Ултразвуковите сензори могат да изчисляват разстояния дори до прозрачни материали и под вода. BionicFinWave се възползва от тези свойства: Благодарение на ултразвуковите сензори бионичният подводен робот плува без сблъсъци през тръбна система, изработена от акрилно стъкло.

Ултразвуковите сензори изпращат звукови вълни във високочестотния диапазон по посока на целевия обект, откъдето звуковите вълни се отразяват обратно като ехо. Сензорите получават тези сигнали и могат да изчислят разстоянието посредством времевия период, който остава до връщането на ехото. Този принцип на измерване може да бъде използван за измерване на разстояния и определяне на собственото положение.

Подводният робот BionicFinWave използва тази техника, за да плува без сблъсъци през прозрачна тръбна система с вълнообразно движение на перките си. Петте ултразвукови сензора на главата му и инерционната сензорна система измерват постоянно разстоянията до стените и текущата му ориентация във водата. Процесорът оценява тези данни и може да заключи, кога в тръбната система се появява крива. Той регулира перките, така че BionicFinWave да плува възможно най-централно и да не се блъска в стените.

Вълнообразно движение на перките

BionicFinWave използва двете си странични перки за придвижване. С тях той създава непрекъсната вълна, т.нар. вълнообразно движение на перките. По този начин в моретата се придвижват и свободно живеещите поликлади, сепии и големи нилски щуки. С вълнообразното движение на перките рибите избутват водата назад, като по този начин се изтласкват напред.

Гъвкави силиконови перки

Перките на BionicFinWaves са отлети изцяло от силикон и не се нуждаят от никакви усилвания или други опорни елементи. Това ги прави изключително гъвкави и им позволява да извършват плавни вълнообразни движения като естествените модели. Те са прикрепени съответно към девет малки рамена отляво и отдясно, които притежават ъгъл на отклонение от 45 градуса. На свой ред рамената се задвижват от два серво-двигателя, разположени в тялото на подводния робот. Два съседни колянови вала пренасят силата върху лостовете, така че двете перки да могат да се движат поотделно. Така те могат да генерират различни модели на вълни.

За да преплува крива, външната перка се движи например по-бързо от вътрешната – това може да бъде сравнено с веригите на багер. Един трети серво-двигател на главата на BionicFinWave контролира огъването на тялото, с чиято помощ той може да плува нагоре и надолу. Коляновите валове и шарнири се произвеждат като цял детайл посредством метода на 3D принтиране и благодарение на това са съответно гъвкави и еластични.

Подводен робот BionicFinWave на Festo

Благодарение на ултразвуковите сензори BionicFinWave плува без сблъсъци през тръбната система

Преглед