پرنده‌هایی با چند بال
سیناپرس: بیش از یک قرن از اختراع هواپیما می‌گذرد و پیشرفت‌های وسیعی در پرواز صورت پذیرفته است. با این وجود شاید دیگر فقط انسان‌ها آرزوی پرواز ندارند؛ روبات‌ها هم می‌خواهند پرواز کنند. البته کوچک بودن، بازده بیشتر، عدم نیاز به سرنشین و پایین‌تر آمدن هزینه تولید و نگهداری آنها باعث شده است که انسان‌ها در بعضی از موارد خیلی هم تمایلی به پرواز نداشته باشند.
یکی از انواع روبات‌های پرنده که امروزه خیلی کاربرد پیدا کرده، «مولتی‌روتور» یا به اصطلاح روبات چند ملخه است. این روبات نوعی پرنده بدون سرنیشن است. روبات‌های پرنده چند ملخه می‌توانند از 2 تا 8 ملخ گردان برای پرواز استفاده کنند. هرنوع از آنها معایب و مزایای خودشان را دارند و معمولا هرچه تعداد ملخ گردان بیشتر باشد توانایی مانورپذیری و حمل بار افزایش می‌یابد اما در عوض ساخت و هدایت این نوع پرنده ها بسیار مشکل‌تر است.
ویژگی‌ها و کاربردها
پرواز عمودی و عدم نیاز به باند پرواز از ویژگی اصلی این نوع روبات‌های پرکاربرد است. این روبات‌ها تقریبا از هر مکانی می‌توانند عملیات پرواز را آغاز کنند. توانایی مانور بالای این نوع پرنده‌های روباتیک هم یکی دیگر از ویژگی‌هاست؛ با چند ملخ که هرکدام به طور مستقل دارای یک موتور هستند و به راحتی با افزودن و یا کاستن سرعت هر موتور، می‌توان انتظار حرکت جدیدی را داشت. توانایی پرواز در مناطق پرخطر، هنگام نشت مواد شمیایی و گازهای آلوده، هنگام آسیب دیدن رآکتورهای هسته‌ای نیز از دیگر ویژگی‌ها و کاربردهاست. این پرنده‌ها می‌توانند به عنوان یک نگهبان و دوربین سیار ورودهای غیرمجاز را اطلاع دهند و بازرسی کاملی از محیط‌های حساس داشته باشند و یا در جنگ‌ها از مناطق حساس دشمن عکسبرداری و دیده‌بانی کنند بدون این که توسط رادارهای دشمن شناسایی شوند. با کمک گروهی از این روبات‌ها در حمل و نقل و حتی ساخت و ساز نیز می‌توان از آنها بهره برد. از این پرنده‌ها استفاده‌های سینمایی نیز می‌کنند و هم اکنون بیشتر صحنه‌های پروازی فیلم‌ها توسط این دسته از پرنده‌ها فیلم‌برداری و ثبت می‌شوند.
بدنه چند ملخه‌ها
پرنده‌ها به وزن حساس هستند هرچقدر وزن کمتر باشد توانایی مانور و سرعت و چابکی آنها بیشتر خواهد شد اما نباید استحکام را فراموش کرد بدین منظور در بدنه استفاده از فیبرها و میله‌های کربنی و موادی که در عین سبکی از استحکام قابل توجهی برخوردار باشند بهترین گزینه هستند. بدنه مولتی‌روتورها به شکل علامت جمع ( ) یا ضرب (*) است که در چند ساق آن موتورها و در مرکز رایانه پرواز و سایر ادوات نصب می‌شوند. اگر طول ساق یک مولتی‌روتور را R بنامیم، ثابت شده است که اینرسی کوادکوپتر R به توان 5 متناسب است. یعنی هرچه R کوچکتر باشد، اینرسی یا تمایل به سکون بسیار کاهش می‌یابد. شتاب زاویه‌ای روبات با عکس R رابطه دارد یعنی هرچه R کوچکتر باشد، شتاب زاویه‌ای بزرگتر شده و در نتیجه روبات سریع‌تر خواهد چرخید.
موتور چند ملخه
موتورهای عادی دارای یک روتور سیم پیچی شده هستند که برای برق‌رسانی به این سیم پیچ برس‌هایی درنظر گرفته شده است که با گذشت زمان ممکن است ساییده و کثیف شوند و این امر باعث افزایش تلفات الکتریکی در موتور می‌شود. اصطکاک حاصل از این برس‌ها سبب محدود شدن سرعت این دسته از موتورها می‌شود. برای رفع این مشکلات موتورهای بدون برس ساخته شده است که در این نوع موتورها سیم پیچ ثابت بوده و نیاز به برس نیست. قسمت چرخنده این موتورها از آهنربای دایمی و یا از فلزات فرومغناطیس ساخته می‌شوند که تحت تاثیر میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ‌های ثابت به چرخش در می‌آیند. این نوع موتورها برخلاف موتورهای عادی دارای سه سیم هستند که برای راه اندازی آن باید به ترتیب خاصی به این سیم‌ها جریان الکتریکی وارد شود و برای این کار از راه انداز موتور استفاده می‌شود.
راه انداز موتور در یک چندملخه
وظیفه راه انداز موتور یا همان برد کنترل سرعت الکترونیکی، راه اندازی و کم و زیاد کردن سرعت و در کل کنترل موتورهای بدون برس است. برای هر موتور باید یکی از این بردها نصب شود. این بردها به صورت آماده به فروش می‌رسند که بسیار سبک هستند و اندازه آنها نیز کوچک است البته بعضی خودشان آنها را می‌سازند که ممکن است از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نباشد.
کامپیوتر پرواز
در یک چندملخه وظیفه کامپیوتر پرواز، دریافت و پردازش تمامی اطلاعات ارسالی از حسگرها و قطعات و تعیین استراتژی پرواز از طریق ارسال دستور به راه انداز و موتورهاست. کامپیوتر پرواز بسته به نوع ماموریت و نوع پرنده، انواع گوناگونی دارد اما همگی باید در ابعادی کوچک و سبک ساخته شده باشند.
حسگر
عمده حسگرهای به‌کار گرفته شده در یک پرنده چند ملخه برای حفظ تعادل هنگام پرواز است و حسگرهایی چون شتاب سنج سه محوره، ژیروسکوپ سه محوره و قطب نمای سه محوره، برای این کار می‌توانند به‌کار گرفته شوند اما به دلیل اینکه استفاده از این حسگرها و راه اندازی هرکدام به صورت جداگانه ممکن است دشوار و حجیم باشد از قطعه‌ای به نام آی.ام.یو استفاده می‌شود که بی‌شک از گران‌ترین (به نسبت اندازه) و با ارزش‌ترین و نایاب‌ترین قطعات یک روبات پرنده است و تمام حسگرهای ذکر شده را در ابعادی بسیار کوچکتر و سبک‌تر جای داده است.
باتری
در یک چند ملخه، چند موتور پرسرعت به طور همزمان در فعالیت هستند و جریان زیادی در مدار لازم است پس این پرنده‌ها به یک باتری، با توان جریان‌دهی بالا نیاز دارند که خوشبختانه امروزه با پیشرفت در صنعت باتری، باتری‌های لیتیوم پلیمری و لیتیوم یونی گزینه‌های مناسبی هستند زیرا با وجود کوچکی و سبکی قدرت جریان‌دهی بسیار بالایی دارند و از طرفی قیمت این دسته از باتری‌ها هم مناسب است.
هدایت یک روبات پرنده چند ملخه
هدایت این پرنده‌ها انواع مختلفی دارد که آسان‌ترین و شاید کم هزینه‌ترین آنها استفاده از ریموت کنترل‌های استاندارد هواپیماهای مدل باشد که باید اطلاعات دریافتی از گیرنده را با رایانه پرواز تطبیق داده و روبات همچون یک هواپیمای مدل عادی می‌تواند هدایت شده و پرواز کند. روش دیگر هدایت استفاده از سیستم جی.پی.اس است که روبات با استفاده از اطلاعات این سیستم، مسیری از پیش تعریف شده را به‌صورت خودکار پرواز کرده و دوباره به همان‌جا باز می‌گردد. البته جی.پی.اس‌ها فقط در مکان‌های سرباز و فضای باز می‌توانند عمل کنند. روشی دیگر نیز هست که با دادن نقشه محل پروازی به روبات یا فراهم کردن امکان اسکن لیزری محیط اطراف توسط روبات، روبات بتواند طبق نقشه پیش فرض (یا تهیه شده توسط خود روبات) در محیط سربسته نیز پرواز سالم داشته باشد. روشی دیگر نیز وجود دارد و آن نصب دوربین‌های ضبط حرکت در محدوده پروازی است.
این دوربین‌ها در هرثانیه تعدادی تصویر از محوطه پروازی می‌گیرند و درصورت وجود مانع پروازی، بی درنگ مختصات را گزارش می‌کنند تا پرنده بدون هیچ مشکلی از این موانع عبور کند.
No tags for this post.
