Колесного робота научили взбираться по металлу с помощью рулетки

Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали двухколесного робота-альпиниста EEWOC, который может лазать по вертикальным металлическим поверхностям. Для этого он использует гибкую выдвижную конечность, которая представляет собой петлю из ленты металлической измерительной рулетки с электромагнитом на конце U-образного изгиба. Робот способен взбираться по стене со скоростью до 0,24 метра в секунду и может нести полезную нагрузку до 3,4 килограмм, сообщает New Atlas.

Существует множество высотных сооружений из металла, таких, например, как вышки, мосты и различное оборудование на заводах, которые требуют регулярного осмотра и обслуживания. Зачастую подобные работы необходимо проводить на труднодоступных высоко расположенных участках конструкций, что сопряжено с опасностью для персонала. Чтобы снизить риски, инженеры разрабатывают дистанционно управляемых роботов, которые умеют передвигаться по вертикальным поверхностям и действуют даже в перевернутом состоянии.

На сегодняшний день существует уже не один подобный прототип. Например, американская компания HEBI Robotics некоторое время назад представила робота на гусеничном ходу, который способен ездить по металлическим конструкциям, находясь в вертикальном или перевернутом положении. А корейские инженеры создали четвероного робота MARVEL с магнитными ступнями, который способен ходить по стенам и потолку. Однако эти решения обладают ограничениями: колесные и гусеничные устройства плохо преодолевают даже небольшие препятствия на пути, а шагающие роботы сложны и медлительны.

Инженеры из Лаборатории робототехники и механики (RoMeLa) Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе представили небольшого колесного робота, который имеет довольно простую конструкцию, способен быстро подниматься по вертикальным металлическим поверхностям и при этом может преодолевать препятствия. Для этого он использует гибкую выдвижную конечность с электромагнитным захватом на конце. Робот получил название EEWOC, что расшифровывается как Extended-reach Enhanced Wheeled Orb for Climbing, «Усовершенствованная сфера на колесах с увеличенным радиусом действия для лазания». Он выглядит как двухколесный самобалансирующийся робот с массой 2,1 килограмм и диаметром колес 260 миллиметров.

Основная особенность EEWOC’а — выдвигающаяся на 1,2 метра конечность, состоящая из расположенной внутри корпуса моторизованной катушки с намотанной на нее лентой обычной металлической измерительной рулетки. Она выходит из робота, образует в верхней точке петлю в форме перевернутой буквы U, а затем спускается обратно и крепится на корпусе. На вершине изгиба находится захват с роликовым механизмом и электромагнитом с регулируемым углом отклонения. Движение проходящей через механизм ленты рулетки может блокироваться, что приводит к изгибу конечности робота. При этом захват с электромагнитом отклоняется в сторону, что позволяет ему достигать труднодоступных мест.

По земле EEWOC передвигается как обычный самобалансирующийся двухколесный робот. А для подъема вверх вытягивает ленту, и прикрепляется к металлической поверхности с помощью электромагнита на конце захвата. Затем робот подтягивается, наматывая рулетку обратно на катушку и закрепляется на поверхности с помощью второго электромагнита, расположенного на корпусе. После чего электромагнит на наконечнике деактивируется, а рулетка снова разматывается, чтобы вытянуть конечность для следующего этапа подъема.

В своем нынешнем виде EEWOC способен подниматься со скоростью 0,24 метра в секунду, что эквивалентно 0,9 длине тела робота в секунду. При этом робот может нести груз массой до 3,4 килограмм. Это дает соотношение массы полезной нагрузки к собственной массе равное 1,6.

В будущем разработчики планируют создать более продвинутую модель EEWOC с большим числом конечностей. С их помощью робот сможет передвигаться, например, по потолку, прикрепляясь сразу к нескольким точкам.

А вот для подъема по немагнитной поверхности нужно другое решение — например, могут пригодиться когти. Так, австралийские инженеры вдохновились движениями ящериц и разработали имитирующего их четвероногого робота с когтями на лапах, который может передвигаться по стенам.