Чем гусеницы роботов отличаются от колес?

Почему гусеницы вместо колес

Колеса хорошо работают на ровных, предсказуемых поверхностях, но им трудно работать, когда земля становится рыхлой, мягкой или засоренной мусором. Колесо может провалиться в песок или зацепиться за препятствие, которое гусеница просто перекатится. Следы роботов распределяйте вес робота по более длинной площади контакта с землей, что снижает давление на грунт и помогает предотвратить проваливание на мягкую или неровную поверхность.

Более широкое пятно контакта также улучшает сцепление. Поверхность гусеницы, часто имеющая рисунок протектора, похожий на протектор шины, врезается в рыхлый материал и сохраняет сцепление с дорогой в условиях, когда гладкое колесо будет бесполезно вращаться. Для роботов, работающих на строительных площадках, в зонах реагирования на стихийные бедствия или на сельскохозяйственных полях, эта разница в тяговом усилии часто определяет, сможет ли робот вообще выполнить свою задачу.

Из чего сделаны гусеницы роботов

В большинстве гусеничных систем для мобильных роботов используется резиновая смесь, армированная тканью или стальным кордом, по своей концепции похожая на промышленные конвейерные ленты, но имеющая форму замкнутой петли, которая обертывается вокруг ведущих и натяжных колес. Резина обеспечивает гибкость и сцепление, а внутреннее усиление не дает гусенице растягиваться под напряжением при движении.

Некоторые гусеницы роботов содержат стальные или композитные звенья, встроенные непосредственно в протектор, что повышает жесткость при работе с более тяжелыми нагрузками или на неровных поверхностях. Роботы с более легкими нагрузками, например те, которые используются для проверки помещений или небольших сельскохозяйственных задач, часто используют более простые цельнорезиновые гусеницы без тяжелого внутреннего усиления, поскольку требования к местности менее экстремальны.

Где используются эти роботы

• Поисково-спасательные операции, перемещение по завалам и нестабильным полям обломков.
• Сельскохозяйственная робототехника, перемещающаяся по почве, междурядьям и неровностям поля.
• Роботы на строительной площадке, работающие с гравием, грязью и меняющимися грунтовыми условиями
• Военные и оборонительные платформы, действующие на разнообразной и непредсказуемой местности.
• Складские и логистические роботы, предназначенные для наружных или полугрубых переходов между зонами.

Каждое приложение по-разному формирует дизайн трека. Поисково-спасательный робот может отдать предпочтение более узкому профилю, который может протиснуться в узкие зазоры, в то время как сельскохозяйственному роботу нужна более широкая гусеница, чтобы избежать слишком сильного уплотнения почвы при движении по полю.

Ширина гусеницы, натяжение и системы привода

Ширина гусеницы влияет как на устойчивость, так и на давление на грунт. Более широкая гусеница распределяет вес по большей площади поверхности, что помогает на мягком грунте, но может увеличить объем, что ограничивает маневренность в ограниченном пространстве. Покупателям, приобретающим компоненты для роботизированных платформ, часто необходимо сбалансировать эти два фактора в зависимости от конкретной среды, в которой будет работать робот.

Напряжение также имеет немаловажное значение. Слишком свободная гусеница может соскользнуть с колес при резких поворотах или внезапных препятствиях, а слишком узкая гусеница создает дополнительную нагрузку на приводной двигатель и быстрее изнашивается. Многие современные гусеничные системы включают в себя механизмы натяжения, которые позволяют инженерам регулировать их во время сборки или после длительного использования.

Системы привода обычно соединяют гусеницу с двигателем, соединенным со звездочкой или ведущим колесом, который тянет гусеницу по своей петле. Некоторые роботы используют независимые приводы левой и правой гусениц, что позволяет роботу поворачивать, изменяя скорость или направление каждой стороны, подобно тому, как управляет танк.

Выбор гусениц для правильного применения

Меньшие роботы, такие как компактные инспекционные устройства, обычно сочетаются с более узкими и легкими гусеницами, которые сохраняют общую маневренность платформы. Более крупным роботам, рассчитанным на более тяжелую полезную нагрузку или работу на пересеченной местности, обычно требуется более широкий следы робота с более прочным внутренним усилением, позволяющим выдерживать дополнительную нагрузку. Покупатели, разрабатывающие OEM-платформы для роботов, часто тесно сотрудничают с поставщиками гусениц, чтобы подобрать размеры гусениц, рисунок протектора и тип усиления в соответствии с предполагаемой полезной нагрузкой и рабочей средой робота, поскольку несоответствие здесь может повлиять как на мобильность, так и на то, как платформа выдерживает регулярное использование.