Antares – tak nazywa się najnowszy model łazika marsjańskiego skonstruowany przez studentów Politechniki Wrocławskiej. Wystartuje w międzynarodowych zawodach w Australii, USA, Turcji i Polsce.
Rodzina łazików Scorpio to jeden z najbardziej znanych i utytułowanych studenckich projektów naukowo-technicznych w Polsce. W sumie powstało już osiem tego typu konstrukcji, z którymi młodzi inżynierowie od kilkunastu lat z powodzeniem startują na międzynarodowych zawodach. Dość powiedzieć, że zdobyli do tej pory już ponad 20 medali. Teraz zaprezentowali nowy model – Antares.
Praca nad łazikiem trwała rok, a najwięcej czasu przeznaczyliśmy na prace projektowe, logistykę oraz wykonanie poszczególnych części. Sam montaż i prace warsztatowe trwały około dwóch miesięcy. Nowa konstrukcja to prawdziwa rewolucja, ponieważ wiele elementów Scorpio Antares zostało stworzonych od podstaw – zaznacza Weronika Stanisławek, studentka z Wydziału Zarządzania Politechniki Wrocławskiej.
W powstawaniu Scorpio Antares brało udział w sumie 60 osób z siedmiu wydziałów Politechniki Wrocławskiej oraz studenci z Uniwersytetu Wrocławskiej i Akademii Techniczno-Artystycznej Nauk Stosowanych w Warszawie.
Zwrotność i innowacyjny układ jezdny
Największe zmiany objęły układ jezdny i konstrukcję podwozia. Zespół zrezygnował ze stosowanego dotychczas układu skrętu poślizgowego, który działał analogicznie do gąsienic w czołgu. Nowy model został wyposażony w cztery koła skrętne, przy czym każde z nich posiada własny moduł skrętu. Tego typu rozwiązanie ogromnie zwiększa precyzję manewrowania pojazdu w trudnym terenie.
Ułatwia też wykonywanie zadań w trakcie tzw. misji operatorskich, w których łazik podjeżdża do panelu sterowania i musi wykonać skomplikowane zadania za pomocą manipulatora. Kluczowa okazuje się w tym wypadku możliwość korekty pozycji o kilka centymetrów – wyjaśnia Weronika Stanisławek. – W układzie poślizgowym taki ruch wymagał obrotów całej ramy. Teraz cztery skrętne koła umożliwiają płynne przesunięcie osiowe pojazdu – dodaje.
W podwoziu zachowano niektóre sprawdzone rozwiązania z poprzednich konstrukcji. Łazik nadal wykorzystuje na przykład zawieszenie dyferencyjne, ale znacznemu rozszerzeniu uległa funkcjonalność ramy. O ile wcześniej uniwersalną przestrzeń montażową umieszczano tylko z przodu pojazdu, o tyle w Scorpio Antares znajduje się ona również w tylnej części. Dodatkowo panele konstrukcji zostały wyposażone w interfejsy umożliwiające proste podłączenie modułów bez wprowadzania jakichkolwiek zmian w konstrukcji.
Ważna zmiana została też wprowadzona w systemie zasilania łazika. Zespół zastosował szereg zabezpieczeń oraz hot-swap, który umożliwia szybką i prostą wymianę baterii oraz ładowanie bez demontażu ich z łazika. Dodatkowo liczba baterii na pokładzie łazika została zwiększona, dzięki czemu czas jego pracy został wydłużony o 50%. Nowy system został zaprojektowany tak, by zwiększyć bezpieczeństwo i wygodę użytkowania.
Konstrukcja opiera się głównie na aluminiowym szkielecie, zapewniającym odpowiednią sztywność, ale wykorzystano w niej również włókno węglowe oraz elementy wykonane w technologiach przyrostowych. Technologię druku 3D wykorzystano głównie do produkcji zewnętrznych elementów montażowych elektroniki oraz lekkich obudów ochronnych, które nie są narażone na większe przeciążenia mechaniczne.
Łaziki startujące w międzynarodowych zawodach muszą spełniać szereg różnego rodzaju wymagań. Jeśli chodzi o dopuszczalny rozmiar, to pojazd musi się zmieścić w kostce o wymiarach 120 cm × 120 cm × 120 cm.
Nasz nowy łazik ma długość około 105 cm oraz szerokość około 90 cm. Całkowita wysokość pojazdu wynosi 120 cm. Na zawodach dokładne parametry są weryfikowane podczas oficjalnej autoryzacji technicznej – tłumaczy Weronika Stanisławek.
Mózg i ramię łazika
Kluczowym elementem łazika jest manipulator. To właśnie od jego sprawności zależy powodzenie zadań polegających na wciskaniu przełączników, wprowadzaniu komend na klawiaturze czy przenoszeniu ładunków. Obecnie Scorpio Antares wykorzystuje opracowany w zeszłym roku i sprawdzony na zawodach moduł, ale zespół planuje sukcesywnie wprowadzać kolejne modyfikacje tej konstrukcji.
Z kolei za sterowanie odpowiada nasza autorska aplikacja, umożliwiająca zdalne kierowanie łazikiem. Bardzo ważnym obszarem rozwoju jest autonomia, ale poza modułami jazdy autonomicznej rozwijamy też algorytmy autonomicznej manipulacji. Wszystko po to, by łazik samodzielnie mógł wykonywać operacje manualne, takie jak pisanie na klawiaturze – zapowiada studentka.
W nadchodzącym sezonie zespół planuje wziąć udział w aż czterech konkursach: w Australii (planowany start w okolicach marca), w USA (na przełomie maja i czerwca), w Turcji (na przełomie lipca i sierpnia) oraz w Polsce (we wrześniu).
MK, źródło: PWr