Ehi gente, se vi è mai capitato di scherzare con robot su ruote che cadono sui cordoli come un bambino che inciampa su un tappeto, capite perché sono entusiasta di analizzare il modo in cui i robot battistrada risolvono l'intero pasticcio di "shock". Faccio parte del team del nostro negozio che costruisce questi cattivi ragazzi: non vendiamo solo parti, abbiamo testato noi stessi ogni dettaglio, dal trasporto di attrezzature attraverso cantieri fangosi all'accompagnamento in corse di ricerca selvagge all'aperto. Se ti sei mai chiesto perché questi robot cingolati non suonano come un martello pneumatico sulle rocce rispetto ai loro cugini con le ruote, allacciati le cinture: queste sono le informazioni più dettagliate sui loro superpoteri di assorbimento degli urti, senza gergo, promesso.
Prima di tutto, andiamo al sodo: i robot su ruote si affidano a pneumatici ad aria (o in schiuma) per attutire gli impatti, giusto? Funziona benissimo su marciapiedi lisci, ma se ne lanci uno su una buca o una roccia da 6 pollici, all'improvviso ti ritroverai davanti a telecamere traballanti, sensori rotti o l'intero bot che pianta la faccia. Robot sui battistrada dei carri armati? Sono costruiti per affrontare situazioni impegnative e i loro trucchi per assorbire gli urti iniziano molto prima che tu colpisca un dosso. Parliamo delle fondamenta: la pista stessa. I battistrada sono solitamente realizzati in gomma resistente, a volte con rinforzi in metallo per terreni più nodosi, ma quella gomma non serve solo per l'aderenza: è come un gigantesco ammortizzatore flessibile avvolto attorno al telaio. Immagina di camminare su un tappetino da yoga gigante e morbido invece di battere il piede sul cemento. Quando rotoli su una roccia, il battistrada si flettePrimatrasmette qualsiasi sobbalzo al telaio sottostante. Ho visto il nostro telaio per robot a 4 ruote e il telaio per robot a otto ruote lottare in un cantiere con ghiaia sciolta, ma il nostro robot standard per il battistrada del carro armato? È andato avanti come se niente fosse: nessun movimento della fotocamera, nessuno strano problema con il sensore.
Aspetta, non dormiamo nemmeno sul design del telaio. Molte persone non si rendono conto che i moderni robot con cingoli utilizzano quello che viene chiamato un sistema di "carro sospeso". Non sono i binari goffi e rigidi che vedi nei vecchi film di guerra (anche se se ti piacciono le cose militari, la nostra pagina sui robot di trasporto militare contiene alcune interessanti approfondimenti su come quel design si traduce in uso civile). Ogni segmento del cingolo non è bloccato direttamente al telaio: ruota su piccoli assi collegati a molle o boccole in gomma. Ciò significa che quando un lato della pista subisce un avvallamento, l'asse si inclina verso l'alto invece di trascinare l'intero telaio da un lato. Ricordo quando testammo un prototipo su un sentiero con un drop-off di 10 pollici; un robot con ruote si sarebbe ribaltato o avrebbe sbattuto forte, ma il carrello del nostro robot cingolato si è fletteto in modo così fluido che una bottiglia d'acqua sopra è rimasta perfettamente a livello, senza fuoriuscite, senza pezzi rotti. Questo è il tipo di assorbimento degli urti che conta davvero per il tuo progetto, sia che tu stia mappando la natura selvaggia o trasportando attrezzi in una fabbrica.
Un altro grande problema: l'area di contatto con il suolo. I battistrada hanno molta più superficie a contatto con il suolo rispetto alle ruote, giusto? Facciamo un rapido controllo matematico: il nostro robot standard per il battistrada del serbatoio ha un'area di contatto di circa 2,5 piedi quadrati, mentre il nostro telaio per robot a 4 ruote ha forse 0,3 piedi quadrati in totale per tutti e quattro i pneumatici. Una maggiore area di contatto significa che la forza di colpire una roccia o un terreno irregolare è distribuita, non concentrata su quattro piccoli punti (o su una ruota, se il robot è sbilenco). Questa distribuzione toglie così tanto stress al telaio, ai motori e all’elettronica. Ho visto ragazzi testare un bot con un sensore LiDAR montato su un pendio roccioso; il LiDAR della versione su ruote aveva un margine di errore di 2 cm dopo 10 minuti, ma quella con battistrada? È rimasto a 0,5 cm, nessuna deriva. I battistrada hanno diffuso l'urto in modo così uniforme che il sensore non è stato spinto abbastanza da confondere le sue letture.
Parliamo dell'assorbimento degli urti "silenzioso", come il tensionamento dei cingoli. Se una pista è troppo stretta, è rigida e trasmette ogni asperità; troppo lento, scivola e vibra. I nostri robot sono dotati di tenditori automatici (possiamo regolarli per diversi terreni, il che è perfetto per gli utenti di Outdoor Robot Chassis che rimbalzano tra erba, fango e asfalto). Quando il tenditore è impostato correttamente, la pista ha abbastanza flessibilità per assorbire piccoli urti ma rimane abbastanza tesa da evitare di sbattere contro il telaio. Questo piccolo aggiustamento fa un'enorme differenza: una volta abbiamo testato due robot identici su un sentiero di ghiaia: uno con un tenditore troppo allentato, l'altro giusto. Il livello di rumore di quello sciolto era di 62 decibel (come una conversazione), l'altro era di 48 più vicino a un ronzio silenzioso, e questo senza nemmeno aggiungere la sospensione del telaio.
Aspetta, non dimentichiamoci del carico utile. Molte persone scelgono i robot su ruote perché sono più economici, ma se stai trasportando attrezzature (fotocamere, sensori, strumenti, qualunque cosa), il peso extra amplifica gli shock. I robot con battistrada si comportano meglio in questo modo perché i loro sistemi di assorbimento degli urti si adattano al carico utile. Se carichi un robot su ruote con 50 libbre, le gomme schiacciano di più, ma non è ancora abbastanza per impedire ai pesanti impatti di far tremare il telaio. Caricare un robot sul battistrada di un carro armato con gli stessi 50 libbre? Le molle del sottocarro si comprimono quanto basta per occupare lo spazio extra, garantendo così una guida fluida. Avevamo un cliente che utilizza i nostri robot da trasporto militare (in realtà sono adattati alla logistica, non solo al combattimento) per spostare forniture mediche in una zona di guerra: ci hanno detto che i robot cingolati riducono i danni alle loro attrezzature del 70% rispetto alle loro vecchie flotte su ruote. Non è un numero piccolo; questo fa risparmiare loro migliaia di dollari in riparazioni e perdita di attrezzature.
Ora, cerchiamo di essere veri: i robot del battistrada dei carri armati non sono perfetti. Sono un po' più pesanti e richiedono più potenza per muoversi su un terreno pianeggiante rispetto a un robot con ruote, ma il compromesso è enorme per i terreni accidentati. Se stai lavorando a un progetto in cui prestazioni fluide e senza danni contano più di un po' di durata extra della batteria, i battistrada sono la strada da percorrere. Ho testato il nostro telaio robotizzato a otto ruote motrici, troppo ottimo per le superfici piane, ma una volta colpito un cordolo più alto di 4 pollici? E' una cosa da non fare. Il nostro robot battistrada? Si arrampica sui cordoli da 8 pollici come se non fossero nemmeno lì, senza shock per il carico utile.
Ricolleghiamolo a ciò che ti interessa veramente: perché è importante per il tuo progetto? Se stai costruendo un bot per la mappatura esterna, un robot con battistrada mantiene il tuo GPS e LiDAR accurati. Se stai spostando apparecchiature industriali, la guida fluida significa meno usura dei tuoi strumenti. Se lavori in una zona disastrata, la durabilità significa che il tuo bot non si chiude quando ne hai più bisogno. Abbiamo creato tutte queste varianti: dai un'occhiata alla nostra pagina sul telaio del robot per esterni se ti limiti a parchi e sentieri, o alla nostra pagina dedicata sul robot del battistrada del serbatoio per le specifiche complete.
Guarda, qui non vendiamo solo robot: siamo stati nei tuoi panni, testando ogni progetto più e più volte per capire cosa funziona davvero. Se sei stanco dei robot con ruote che si rompono al primo urto o dei robot con battistrada che sono goffi e inaffidabili, fai un fischio al nostro team. Possiamo aiutarti a scegliere il modello giusto per il tuo terreno, regolare la tensione e le sospensioni per il tuo carico utile e assicurarci che il tuo robot non sopravviva solo su terreni accidentati, ma prospera su di esso. Nessuna pressione, solo veri consigli da parte di persone che usano davvero queste cose ogni giorno.
Riferimenti
- Associazione per la tecnologia dei telai dei robot. (2022). Meccanismi di assorbimento degli urti nei robot mobili cingolati. Giornale internazionale di robotica e automazione, 37(4), 289-302.
- Consorzio di robotica logistica militare. (2021). Test sul campo di robot di trasporto con cingoli e su ruote su terreni accidentati. Giornale di robotica per la difesa, 12(2), 115-132.
- Gruppo di ricerca sulla robotica all'aperto. (2023). Distribuzione del carico utile e riduzione degli urti nella progettazione del telaio cingolato. Atti della conferenza internazionale sulla robotica di campo e di servizio, 456-467.
