Из танка в дрон: изобретатель создал робота, который может летать, как БПЛА и ездить по земле

У нового робота-трансформера два сервопривода и два линейных привода транспортного средства управляются специальной печатной платой, работающей под управлением программного обеспечения Dreamflight. Об этом пишет Interesting Engineering.

Инженер-любитель создал робота, который одним нажатием кнопки трансформируется из режима танка в режим квадрокоптера. Устройство Михаэля Рехтина переходит из состояния движения в состояние полета с помощью четырехзвенной системы тяг. Втягивающийся линейный привод поворачивает колеса и защитные кожухи винтов в вертикальное положение для полета.

Основная конструкция усилена пластинами из углеродного волокна, а основные несущие нагрузку детали изготовлены из легкого углеродного нейлона для прочности и термостойкости.

"Потребовались сотни деталей, напечатанных на 3D-принтере, бесчисленное количество доработок конструкции, сломанное оборудование, неисправное программное обеспечение и несколько сомнительных решений, но в итоге я построил то, что действительно работает", — сказал Рехтин.

Двухрежимная инновация

Проект начался с программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР) Onshape. Эта программа позволяла дизайнеру делать наброски идей, тестировать системы связей и обеспечивать работоспособность механизма трансформации.

По словам Рехтина, самым сложным аспектом проектирования стала разработка системы тяги, которая могла бы переключать транспортное средство между режимами движения и полета.

Инженер подчеркивает, что после нескольких часов работы и креативности, подпитываемой кофе, дизайн превратился в функциональную 3D-модель, готовую к строительству.

В режиме движения система связи удерживает колеса и гусеницы перпендикулярно земле. Активация сервопривода опускает корпус транспортного средства, в то время как линейные приводы поворачивают роторы, чтобы выровняться с землей для режима полета. Создание 2D-модели на ранних этапах проектирования помогло усовершенствовать этот сложный механизм.

Оптимизация материалов

Автомобиль в основном построен с использованием 3D-печатных компонентов, более 100 деталей изготовлены на принтерах Bamboo Labs X1 Carbon и P1S. Эти принтеры получили высокую оценку за свою скорость, надежность и способность производить высококачественные отпечатки.

Некоторые детали были изготовлены из нейлона с углеродным волокном, легкого и прочного материала с гладкой поверхностью, для прочности и долговечности. Для менее важных компонентов использовалась матовая нить PLA.

По словам Рехтина, этот выбор позволил использовать дополнительные параметры и заполнение для усиления деталей, хотя это увеличило вес автомобиля. Будущие итерации могут перейти на более легкие материалы, такие как нейлон из углеродного волокна, чтобы улучшить производительность.

Для поддержки конструкции автомобиль также включает в себя не-3D-печатные детали, такие как боковые пластины из углеродного волокна. Эти пластины необходимы для жесткости и эстетики кузова.

Специализированная печатная плата с программным обеспечением Dreamflight управляет шестью бесщеточными двигателями, двумя сервоприводами и двумя линейными приводами транспортного средства.

Пластины были вырезаны с помощью фрезерного станка с ЧПУ и имеют треугольные вырезы для снижения веса без ущерба для прочности. Каждая пластина толщиной 3 мм предназначена для надежного крепления 3D-печатных компонентов.

Система перехода работала хорошо во время испытаний, а режим танка продемонстрировал исключительную мощность и мобильность. Однако, поскольку квадрокоптер весил более 3,3 кг, ранние летные испытания выявили проблемы с весом и прочностью привода.

Ранее мы писали о том, как робот-огнеметчик Thermonator может помочь ВСУ. Робота можно применять не только на войне, однако такие автономные вооруженные системы все чаще находят применение на поле боя.