Waży 47 kg, porusza się z maksymalną prędkością 20 km/h i – co najważniejsze – radzi sobie na nierównej powierzchni, podniesie i przykręci, co trzeba, a nawet napisze kilka słów na klawiaturze. Taki jest najnowszy Scorpio 7 – łazik marsjański skonstruowany przez wrocławskich studentów.
Koło Naukowe Off-Road to jedno z pięciu kół strategicznych Politechniki Wrocławskiej. Działa na Wydziale Mechanicznym, choć należą do niego studenci również z innych wydziałów, a nawet spoza uczelni. W pracach biorą bowiem udział także żacy z Uniwersytetu Ekonomicznego i Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Wyższej Szkoły Bankowej. Właśnie zaprezentowali swoje najnowsze dzieło.
Scorpio 7 waży 47 kg i jest w stanie rozwinąć prędkość do 20 km/h. Zwykle jednak porusza się z prędkością około 2 kilometrów na godzinę lub nawet wolniej w zależności od terenu, po jakim się porusza. Jako głównych materiałów konstrukcyjnych studenci użyli aluminium, kompozytów, a część elementów wydrukowali na drukarkach 3D z tworzyw sztucznych takich jak PLA czy PET-G. W porównaniu do poprzednich łazików Scorpio 7 jest lżejszy, choć jednocześnie większy i bardziej stabilny. Jego konstruktorzy poprawili też sztywność manipulatora, co było problemem w poprzedniej wersji łazika.
Znacznie ułatwi to pracę operatora. Postawiliśmy też na ergonomię pracy nad łazikiem. Przy projektowaniu zwiększyliśmy nacisk na ułatwiony dostęp do komponentów, szczególnie jeśli chodzi o ich demontaż i wymianę – zwraca uwagę Krzysztof Ratajczak, lider działu mechanicznego, student mechaniki i budowy maszyn.
Mniejszą masę łazika udało się osiągnąć dzięki kilku rozwiązaniom konstrukcyjnym. Zastosowano m.in. zawieszenie zależne oparte na mechanizmie dźwigniowym z dwoma punktami podparcia.
To znaczne usprawnienie w stosunku do poprzedniego rozwiązania, które z belką podpartą w jednym punkcie doświadczało większego obciążenia, przez co musiało być bardziej masywne – opowiada Bartłomiej Lorek, członek działu mechaniki w zespole, student robotyki i automatyzacji.
Wykorzystano też silniki BLDC w dwóch najbardziej obciążonych członach manipulatora, co zwiększyło jego niezawodność, prędkość i moment obrotowy. Studenci zaprojektowali i wytworzyli również własne przekładnie planetarne do silników BLDC oraz nowy układ masztów, oparty o rury kompozytowe wykonane z włókna węglowego w żywicy epoksydowej. Umieścili na nich kamery, anteny, radio i podzespoły nawigacyjne. Dzięki znajomości pozycji GPS łazika oraz orientacji anteny komputer jest w stanie autonomicznie śledzić pojazd, dzięki czemu można utrzymać stabilne połączenie i osiągnąć jego jak najlepszą jego jakość.
Za badania gleby odpowiada moduł science, do którego będzie ona pobierana odpowiednio przezbrojonym manipulatorem. Moduł składa się z wydrukowanego i dodatkowo uszczelnionego pojemnika rewolwerowego, do którego będzie opuszczany czujnik NPK. Dzięki niemu łazik zbada glebę pod kątem obecności azotu, potasu i fosforu. Żeby zapewnić odpowiednie warunki pomiaru (właściwą wilgotność), do łazika na czas trwania badania zostanie przyczepiona pompa perystaltyczna, która przewodem będzie doprowadzać wodę do komory z czujnikiem. W przyszłości studenci planują też rozbudować moduł o spektroskop Ramana.
Moduł science jest montowany u podstawy przedniego masztu łazika. Do poboru gleby przezbrajamy końcówkę manipulatora na łyżkę koparki. Nowością w Scorpio 7 jest też rotor antenowy, czyli stacja bazowa będąca autorską konstrukcją, przystosowaną do pracy z łazikiem – opisuje Konrad Arent, zastępca lidera działu mechaniki, student mechaniki i budowy maszyn.
Wkrótce marsjański łazik Scorpio weźmie udział w University Rover Challenge – międzynarodowych zawodach tych studenckich konstrukcji, organizowanych na pustyni w Utah (USA). Koło Naukowe Off-Road to jedna z 36 drużyn z 10 krajów, które zakwalifikowały się do konkursu. Na terenie naukowej bazy symulującej marsjańskie warunki łaziki zmierzą się z wieloma wymagającymi zadaniami. Będą dostarczać i zbierać obiekty w terenie – takie jak śrubokręt, młotek czy klucz albo pojemniki z zapasami (skrzynka narzędziowa czy kanister z benzyną), a nawet głazy ważące do 5 kg oraz wykonywać misje symulujące pomoc astronautom. Przy tym czeka je trasa wiodąca przez piaszczyste podłoże, kamienie, skały i strome zbocza. Wśród zadań są też badania próbki gleby dla określenia czy znajdują się w niej żywe organizmy, rozpoznawanie rodzaju skał czy ciągnięcie konkretnego obiektu przy pomocy liny.
W planach studenci mają także udział w sierpniowym CIRC (Canadian International Rover Challenge) oraz dwie formuły ERC (European Rover Challenge), które odbędą się we wrześniu w Kielcach.
Lucyna Róg, źródło: PWr