Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания
Американские инженеры рассчитали максимальную высоту полета квадрокоптера, питаемого от кабеля разной толщины, выше которой масса кабеля и потери в нем тока не позволяют дрону поддерживать свой полет. Также они протестировали связку из двух дронов, питаемых от провода, расширяющую возможности по сравнению с использованием одного аппарата. Статья будет представлена на конференции IROS 2022, ее препринт доступен на arXiv.org.
Практически все мультикоптеры не привязаны к месту запуска и получают энергию из аккумуляторов, но есть и исключения, в которых двигатели питаются по проводу. Это не дает дрону улететь далеко, но в некоторых задачах это и не требуется. Хороший пример такой системы — дрон латвийской компании Aerones, предназначенный для мытья лопастей ветряков. Он поднимается в воздух на уровень лопастей и обрабатывает их моющим раствором, получая его через трубку и питание через провод. Схему со стационарным питанием используют и для других применений, таких как покраска и сбор яблок.
Несмотря на то, что питание дронов по проводу уже не первый год используется на практике, до сих пор есть мало работ, в которых анализируются возможность и ограничения этого подхода. Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Кушиля Срината (Koushil Sreenath) восполнили этот пробел, рассчитав основные параметры такой системы и проверив выводы на практике.
Описанная ими система состоит из квадрокоптера, соединенного с наземным источником питания через провод. Предполагается, что для снижения потерь от передачи между источником тока и дроном поддерживается высокое напряжение, которое затем понижается до рабочих значений на самом квадрокоптере. При увеличении высоты вес висящей части провода тоже увеличивается, поэтому дрону необходимо больше энергии на удержание в воздухе. Однако даже при высоком напряжении и эффективном преобразовании увеличение мощности источника питания приводит к увеличению потерь при передаче, и на определенной высоте оно уже неспособно скомпенсировать рост потерь.
Авторы проверили расчеты на квадрокоптере, подключенном к источнику питания мощностью 1200 ватт проводом длиной 7,62 метра. Источник питания выдает ток величиной до 20 ампер и напряжением 60 вольт, которое на дроне понижается до 12,6 вольт, необходимых для питания двигателей. Во время экспериментов авторы меняли толщину кабеля (10, 12 и 14 AWG), высоту полета и напряжение. Эксперименты и расчеты затрачиваемой мощности показали, что расхождения между моделью и реальным квадрокоптером не превышают пяти процентов. Также они привели пример расчета критической высоты полета. Если дрон питается по кабелю толщиной 12 AWG и зависает прямо над источником питания, то при длине кабеля выше 9,43 метра дрон уже не может подняться на максимальную высоту и полностью распрямить его.
Наконец, инженеры создали систему из двух квадрокоптеров, один из которых соединен с источником питания, а второй — с первым дроном. Это позволило ему пролететь через проем, не зацепившись проводом за препятствие.
Группа инженеров из этой лаборатории также специализируется на складных дронах. Мы рассказывали о том, как они научили дрон складывать плечи в полете для преодоления узких препятствий и захвата груза.
Григорий Копиев
Они самостоятельно перевозят серверы и устанавливают их в стойки
Корейская компания NAVER Corporation, владеющая онлайн платформой и поисковиком NAVER, продемонстрировала роботов собственной разработки, предназначенных для автоматизации обслуживания крупных центров обработки данных. Робот GaRo занимается транспортировкой серверов и другого сетевого оборудования по помещениям, а робот SeRo — его установкой. Видео с презентацией роботов доступно на YouTube-канале компании. При поддержке высокопроизводительного и масштабируемого российского веб-сервера Angie Крупные центры обработки данных могут вмещать сотни тысяч серверов и другого сетевого оборудования. При этом с развитием IT-инфраструктуры в последние десятилетия потребность в новых дата-центрах только растет, а вместе с этим увеличивается и трудоемкость их обслуживания. Южнокорейская интернет-компания NAVER Corporation, владеющая популярным в стране поисковиком NAVER, решила автоматизировать обслуживание своих дата-центров с помощью роботов. По замыслу инженеров компании, созданные в одном из ее подразделений роботы под названием GaRo и SeRo должны будут стать частью единой системы и работать в паре, дополняя друг друга. Робот GaRo, внешне напоминающий складскую вилочную тележку, предназначен для транспортировки оборудования. Его грузоподъемность составляет 400 килограмм, поэтому он способен, к примеру, перевезти сразу несколько тяжелых серверов, загруженных в грузовой контейнер. Робот оборудован датчиками для обнаружения препятствий и распознавания людей в зоне движения. Когда вблизи находится персонал, робот снижает скорость в целях безопасности, а в отсутствии людей может ехать на максимальной скорости, которая составляет два метра в секунду. GaRo может действовать полностью автономно без вмешательства оператора, но при необходимости персонал может перейти на ручное управление — контролировать движение робота можно напрямую с помощью расположенных на нем рукоятей. https://www.youtube.com/watch?v=Y0vIRs7ZIGw Второй робот под названием SeRo занимается погрузкой оборудования, а также его установкой на рабочее место. Внешне он напоминает высокую башню на платформе с колесами со скользящим вдоль корпуса подъемником с роботизированными выдвижными салазками. Механизмы салазок позволяют, к примеру, автоматически выгрузить на платформу подъемника сервер, доставленный роботом GaRo, из транспортного контейнера, и установить его затем в серверную стойку, подняв на необходимую высоту. Впрочем, робот может действовать и в обратной последовательности — вынуть сервер из шкафа и передать GaRo, чтобы тот отвез его на обслуживание на «робостанцию» — пункт, служащий для безопасного взаимодействия персонала с роботами. Благодаря своей высоте SeRo способен работать с оборудованием, расположенным на высоте до трех метров. Робот обладает высокой точностью позиционирования — отклонение от заданной позиции находится в диапазоне от двух до пяти миллиметров. https://www.youtube.com/watch?v=Z7C__DcSieM Внедрение автоматизации для трудоемких рутинных операций может облегчить работу сотрудников и существенно повысить производительность компаний. Работа по перемещению грузов на складах и в логистических центрах — одно из таких направлений. Недавно японская компания Mujin продемонстрировала работу своего робота TruckBot, предназначенного для разгрузки содержимого трейлеров и грузовых контейнеров.
