VertiGo:飛檐走壁的攀爬機械人
2016-01-01
你也許在萬能淘寶上也見過這種能夠飛檐走壁的遙控車,但是我們今天要看的這個技術含量略高。
對於機械人而言,多功能性是發展目標之一,如果機械人能夠適應和達到更多的地方,那麼他的用途就更廣泛。而要製造出能夠適應更多環境的機械人需要我們大開腦洞,這個有ETH Zurich 和迪士尼研究院聯合研發的Paraswift能夠攀牆,能夠像風一樣跳躍過障礙物。
外觀炫酷無比的Paraswift依靠產生的吸力攀附於牆壁,但是如果牆面不是很平整,這就會使得吸附性大打折扣。基於此,這兩家研究所開始尋找新的方案,也就催生了現在的VertiGo。這種新型的機械人結合了車和直升機的特點,既能在平地奔馳,也能夠爬山垂直的牆面,而且能夠無間斷的切換活動模式。
理論聽起來很簡單,但是製作起來的難點就在於如何能夠最有效的輸出恰當的推升力,而這個力與車輛本身的重量有關。通過使用碳纖維材料製作的底盤,他們盡可能多的降低了車身自重,輪子和一些零部件也得益於3D打印技術使得製作更方便。整體上,底盤除了連接4個輪子之外,還加入了兩個推進器模塊,控制電機能夠獨立的按不同的速率向兩個推進器提供不同轉速的動力。只需要計算出適當的推力,小車能夠在地面和牆壁行駛,甚至能夠倒掛在天花板上。
而路行輪子其實是沒有直接傳動的,他們的動力來自於兩個推進器,而不是採用傳統車輛那種直接傳動的方式。當在牆面行走時,推進器產生的額外動力將用於四個輪胎的傳動。
與其他攀爬機械人所不同的事,VertiGo無需考慮牆面的特性,他需要產生足夠的推力,而不是局部真空,這樣即便不是玻璃,他也能在一些比較粗糙的表面,甚至樹上、彎曲的表面形式。加入推進器的另一個優勢在於,更加安全。一旦攀爬發生失誤,車輛從牆體墜落,他的推進系統能夠產生一些上升力降低墜落的損傷。
雖然迪士尼研究院主要是研究一些能夠放在商店賣的機械人,他們也會高一些高大上的科研項目。他們研發這種攀爬機械人的興趣在於,在一些場景下,通過機械人提供娛樂特效或者牆壁相關的遊戲,這是很有商業潛力的。除了你看到的圖片中的版本,迪士尼其實還有很多大小不一的型號,其中一些帶有顯示器和照明設備。如果能夠用這些移動照明設施代替傳統的固定設備,那麼你就沒必要為每次演出花時間起搭建和拆除一些設備了。
也許你能想象,以後某場大型show或者演唱會上,一群這種機械人帶着不同的射燈在劇場牆壁上爬來爬去,然後帶來一些十分特別的燈光效果。
IEEE Spectrum