Роботизированный дирижабль на 3D принтере
Дуэт инженеров из исследовательской группы New Dexterity Оклендского университета опубликовал научный доклад, в котором подробно описывается конструкция роботизированного дирижабля, частично напечатанного на 3D принтере. Авторы, Гал Горджуп и Минас Лиарокапис заявили, что такой проект с открытым исходным кодом предназначен для использования внутри помещений и будет пользоваться спросом в образовательных и исследовательских целях.
Миниатюрный летательный аппарат
При разработке этого малыша необходимо было учесть несколько моментов. Во-первых, он должен быть безопасным, особенно если он будет работать в переполненном помещении. Для обеспечения безопасности не рекомендуется использовать высокоскоростные устройства с острыми краями и наконечниками - такие аппараты могут нанести серьезные травмы. Также немаловажен и вопрос энергопотребления. У небольших аппаратов есть ограничения по размещению элементов питания, так как свободного места недостаточно для установки крупных батарей.
Учитывая все эти нюансы, ученые из Окленда остановились на дирижабле - летательном аппарате, который легче воздуха. Дирижабли заполняются газом,который весит меньше воздуха,чтобы дольше оставаться на плаву без дополнительных усилий. Такие аппараты имеют обтекаемую форму и движутся относительно медленно из-за отсутствия высокоскоростных лопастей, создающих подъемную силу. Поэтому дирижабли максимально безопасны при перемещении среди людей.
Дизайн и конструкция
Первая часть проекта заключалась в выборе подходящего газа для наполнения дирижабля. Горджуп и Лиарокапис остановились на гелии из-за его низкой плотности. Выбор газа создал еще одну проблему - выбора оболочки.
Механические свойства и способность удерживать гелий были тщательно протестированы на нескольких образцах. Исследователи остановили свой выбор на необработанных и обработанных Ultra Hi-Float латексных шарах, прозрачных шарах и воздушных шарах из микрофольги. Подъемную силу и площадь поверхности измеряли каждый день в течение 16 дней. В результате были выбраны шары из микрофольги, так как они недорогие, прочные и имеют низкую скорость деформации.
Заключительная часть проекта состояла в проектировании гондолы. Эта часть дирижабля была напечатана на 3D принтере, а внутри была размещена Raspberry Pi Zero W, приводы двигателей и сами двигатели постоянного тока, повышающий регулятор напряжения, три винта и камера для обеспечения динамического угла обзора. В целом все компоненты стоят около 90 долларов. Гондола была прикреплена к шару с помощью ремней на липучках.
После завершения проектирования инженеры пришли к выводу, что дирижабль будет пригоден для обучения и исследований. При этом проект будет жизнеспособным с финансовой и экономической точки зрения, а студенты смогут разрабатывать и тестировать контроллеры PID для использования с дирижаблем. Открытый исходный код позволяет менять дизайн и дает возможность развивать свои навыки в САПР и быстром прототипировании.
Полную информацию об этом проекте можно найти по этой ссылке.
Свобода дизайна, предоставляемая 3D печатью, делает ее идеальной для проектирования дистанционно управляемых транспортных средств, например, дронов. В прошлом году SkyBox Engineering объединилась с итальянским производителем 3D принтеров Roboze для производства амортизаторов для беспилотного дрона. Амортизаторы, изготовленные из пластика PA, были созданы для поглощения вибраций от высокоскоростных двигателей.
Также в Бангалоре специалист по прямому лазерному спеканию металла Poeir Jets разработал первые в Индии гибридные беспилотные летательные аппараты большой грузоподъемности, напечатанные на 3D принтере. Дроны рассчитаны на подъем до 75 кг в течение 120 минут.