Инженеры проектируют автоматизированный захват для чистки космических обломков

То, что составляет особенно сложную уборку, – то, что обломки существуют в космосе. Присоски не работают в вакууме.

Традиционные липкие вещества, как лента, в основном бесполезны, потому что химикаты, на которые они полагаются, не могут противостоять чрезвычайному температурному колебанию. Магниты только работают над объектами, которые являются магнитными. Большинство предложенных решений, включая гарпуны обломков, или требует или вызывает мощное взаимодействие с обломками, которые могли выдвинуть те объекты в непреднамеренных, непредсказуемых направлениях.Чтобы заняться беспорядком, исследователи из Стэнфордского университета и Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА проектировали новый вид автоматизированного захвата, чтобы захватить и избавиться от обломков, показанных в выпуске 27 июня Научной Робототехники.

«Что мы развивали, захват, который использует вдохновленные гекконом пластыри», сказал Марк Цуткоский, преподаватель машиностроения и ведущий автор бумаги. «Это – продукт работы, которую мы начали приблизительно 10 лет назад на поднимающихся роботах, которые использовали пластыри, вдохновленные тем, как гекконы придерживаются стен».Группа проверила их захват и уменьшенные варианты, в их лаборатории и в многократной невесомости экспериментальные места, включая Международную космическую станцию.

Обещание результатов тех ранних тестов принудило исследователей задаваться вопросом, как их захваты жили бы возле станции, вероятного следующего шага.«Есть много миссий, которые извлекли бы выгоду из этого, как рандеву и стыковка и орбитальное смягчение обломков», сказал Аарон Парнесс, Миссисипи ’06, доктор философии ’10, лидер группы Extreme Environment Robotics Group в JPL. «Мы могли также в конечном счете развивать поднимающегося помощника робота, который мог сползать вокруг на космическом корабле, делая ремонтные работы, снявшись и проверив на дефекты».Создание захвата геккона

Пластыри, развитые лабораторией Cutkosky, ранее использовались в поднимающихся роботах и даже системе, которая позволила людям взбираться по определенным поверхностям. Они были вдохновлены гекконами, которые могут подняться на стены, потому что у их ног есть микроскопические откидные створки, которые, когда в полном контакте с поверхностью, создают силу Ван-дер-Ваальса между ногами и поверхностью.

Это слабые межмолекулярные силы, которые следуют из тонких различий в положениях электронов на внешней стороне молекул.Захват не столь запутанный как нога геккона – откидные створки пластыря составляют приблизительно 40 микрометров через то, в то время как геккон – приблизительно 200 миллимикронов – но вдохновленные гекконом клейкие работы почти таким же способом. Как нога геккона, это только липко, если откидные створки выдвинуты в определенном направлении, но то, чтобы заставлять его придерживаться только требует легкого толчка в правильном направлении. Это – полезная особенность видов задач, которые выполнил бы космический захват.

«Если бы я вошел и попытался выдвинуть чувствительный к давлению пластырь на плавающий объект, это дрейфовало бы далеко», сказал Эллиот Хоукс, Миссисипи ’11, доктор философии ’15, доцент посещения из Калифорнийского университета, Санта-Барбары и соавтора бумаги. «Вместо этого Я могу коснуться клейких подушек очень мягко к плавающему объекту, сжать подушки друг к другу так, чтобы они были заперты, и затем я в состоянии переместить объект».Подушки открывают с тем же самым нежным движением, создавая очень мало силы против объекта.

У захвата, который создали исследователи, есть сетка клейких площадей на фронте и руках с тонкими клейкими полосами, которые могут складной и перемещаться к середине робота с любой стороны, как будто это предлагает объятие. Сетка может придерживаться плоских объектов, как солнечная батарея, и руки могут захватить изогнутые объекты, как корпус ракеты.Одна из самых сложных задач работы должна была удостовериться, что груз на пластырях был равномерно распределен, который исследователи, достигнутые, соединяя небольшие площади через систему шкива, которая также служит, чтобы захватить и открыть подушки. Без этой системы неровное напряжение заставило бы площади отклеиваться один за другим, пока весь захват не отпустил.

Эта разделяющая груз система также позволяет захвату работать над поверхностями с дефектами, которые препятствуют тому, чтобы некоторые площади придерживались.Группа также проектировала захват, чтобы переключиться между расслабленным и твердым государством.«Предположение, что Вы пытаетесь схватить плавающий объект, Вы хотите соответствовать тому объекту будучи максимально гибкими, так, чтобы Вы не отодвигали тот объект», объяснил Хао Цзян, аспирант в лаборатории Cutkosky и ведущий автор статьи. «После схватывания Вы хотите, чтобы Ваша манипуляция была очень жестка, очень точна, так, чтобы Вы не чувствовали задержки или слабели между Вашей рукой и Вашим объектом».Вдохновленный гекконом пластырь в невесомости

Группа сначала проверила захват в лаборатории Cutkosky. Они тесно имели размеры, с каким количеством груза захват мог обращаться, что произошло, когда различные силы и закручивают, были применены и сколько раз это могло застрять и отклеилось. Через их сотрудничество с JPL исследователи также проверили захват в окружающей среде невесомости.

В Robodome JPL они приложили маленькие прямоугольные ручки с пластырем к большому роботу, затем поместили, который изменил робот на полу, который напомнил гигантский хоккейный воздухом стол, чтобы моделировать 2D окружающую среду невесомости. Они тогда пытались заставить свой робот бежать стремглав вокруг лишенного трения пола и захватывать и перемещать подобный робот.

«У нас было одно преследование робота другой, поймайте его и затем задержите его к тому, где мы хотели, чтобы оно пошло», сказал Хоукс. «Я думаю, что это было определенно разоблачением, чтобы видеть, как относительно маленький участок нашего пластыря мог потянуть приблизительно 300-килограммовый робот».Затем, Цзян и Парнесс пошли на параболический полет самолета, чтобы проверить захват в невесомости. Более чем два дня, они управляли рядом из 80 подъемов и погружений, которые создали переменный опыт приблизительно 20 секунд 2G и 20 секунд условий невесомости в каюте. Захват успешно схватил и отпущенный куба и большого надувного мяча с достаточно нежным прикосновением, которое объекты едва переместили, когда выпущено.

Наконец, лаборатория Парнесса разработала маленький захват, который повысился в Международной космической станции (ISS), где они проверили, как хорошо захваты работали в станции.Следующие шаги для захвата включают подготовку его для тестирования вне космической станции, включая создание версии, сделанной из более длинных длительных материалов, которые в состоянии держаться до высокого уровня радиации и экстремальных температур. Текущий прототип сделан из сокращенной лазером фанеры и включает круглые резинки, которые стали бы хрупкими в космосе.

Исследователи должны будут сделать что-то более крепким для тестирования вне МКС, вероятно разработанной, чтобы быть свойственными до конца манипулятора.Назад на Земле, Cutkosky также надеется, что они могут произвести большие количества пластыря по более низкой цене.

Он предполагает, что когда-нибудь вдохновленный гекконом пластырь мог быть так же распространен как Застежка на липучке.


14 комментариев к “Инженеры проектируют автоматизированный захват для чистки космических обломков”

  1. Русские я забыл вас поблагодарить за то что вы почтили память нашего киевского князя Владимира. Я надеюсь это дружеский поступок с вашей стороны, а не очередное жо.полизнечество.

  2. Курбанова Татьяна

    Я вот не знаю в какой момент лучше вставить выступлене Тамбовского волка…

  3. Было бы фиолетово не писал бы. Наверное статью не прочитал и подумал шо гейропейцев исключили, решил съязвить? :)) А оно оказываеится твоих собратьев пнули под сраку за выибоны :))

  4. А как это называется? Быковал что газ дорогой, а тут БАЦ и сразу долг надо погашать и скидки хй.

  5. Лилия Тихоновна

    Ватный питорок, я тут сто раз писал, что никакого отношения к полицаям не имею. Просто в отличии от вас умею думать головой :))

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *