Инженеры разработали механизм соединения для модульных роботов, который переключается между мужским и женским состояниями. Это первый механизм, способный выполнять одностороннюю стыковку и расстыковку, сохраняя плоскую поверхность в несоединенном состоянии.
Решетчатые модульные роботы предназначены для крупномасштабного строительства в экстремальных условиях, таких как космос. Существующие механизмы соединения имеют ограничения: одни не могут выполнять одностороннюю расстыковку, другие имеют выступающие элементы, мешающие движению модулей. Механизмы типа Simultaneous Hermaphrodite требуют активного участия обеих сторон для расстыковки, что снижает отказоустойчивость системы.
Предложенный механизм относится к типу Sequential Hermaphrodite — он активно переключается между мужским и женским состояниями. В несоединенном состоянии все модули находятся в женском состоянии Female Lock. Для односторонней стыковки один механизм переключается в мужское состояние Male Lock в процессе соединения. Односторонняя расстыковка возможна не только со стороны мужского состояния, но и со стороны женского — путем принудительного переключения противоположного механизма из мужского в женское состояние.
Механизм состоит из 3D-печатных пластиковых компонентов, подшипника, контактной платы и сервомотора Dynamixel XC330-T288-T. Модуль размером 120 мм × 120 мм × 120 мм весит 840 г. Эксперименты показали толерантность к смещению ±2.5 мм по осям X и Y, что составляет 2.9% от размера схемы. Нагрузочная способность составляет ≥300 Н по осям X и Y и 129 Н по оси Z.
Сервомотор измеряет значение тока, что позволяет оценить приблизительный крутящий момент. В процессе перехода от Female Unlock к Male Unlock целевой ток установлен низким — 150 мА для позиционного контроля. Это позволяет крюкам и кожуху мягко выдвигаться в направлении соединения и обнаруживать внешнюю силу в процессе. При неудачной стыковке отказ обнаруживается путем мониторинга тока, что предотвращает поломку механизма.
Источник новости и обложки: arxiv.org