מאת: זיו כהני
*
גילוי נאות- גם אני
בוגר המחלקה הזו באוניברסיטת באר שבע.
פעמים רבות אנחנו מספרים לכם על פיתוחים והמצאות ביומימטיות מהאקדמיה
ומהתעשייה מעבר לים. הפעם אני שמח לקחת אתכם לבאר-שבע, למחלקה המכנית של
אוניברסיטת בן-גוריון שבנגב*, שם צוות של סטודנטים פיתח רובוט, בהשראת זוחלים.
לאורך השנים, בוצעו מחקרים רבים בתחום חיקוי רובוטי של זוחלים, בעיקר
עבור אפליקציות בתחום התחזוקה והרפואה. במקרים אלו, בעיקר בתחום הרפואה, יש צורך במימדים
מזעריים, ולכן נדרש לעשות שימוש במספר קטן ככל האפשר של רכיבים. בנוסף, יש צורך
לבצע התאמות של מקדמי החיכוך של הרובוט מול המשטחים עליהם הוא מיועד לנוע.
הרובוט מבאר-שבע מבוסס על מערכת הנעה, שמקנה לו יכולת תנועה גלית
רציפה- קדימה ואחורה. הרובוט מתוכנן באופן מינימליסטי, ובין השאר מתבסס על מנוע
יחיד. הסטודנטים פיתחו מודל קינמטי, שמייצר תנועה מכנית דו-מימדית של החוליות
המבניות, שנובעת מהתנועה הסיבובית של המנוע. בהתבסס על אילוצים מכניים הסטודנטים
פיתחו למעשה מספר גרסאות בגדלים שונים, כאשר מידותיו של הדגם הקטן ביותר הן: אורך:12ס"מ,
רוחב:3ס"מ, משקל:30גרם.
התיכנון המינימליסטי הוא שמאפשר את הקטנת הממדים של הרובוט מבחינת
משקל וצריכת הדרושה להפעלתו, ולשיפור באמינותו תוך שמירה על עלויות נמוכות. הרובוט
גם קיבל שם הולם, מבוסס על הקונספט של תכנונו - SAW – Single Actuator Wave.
ה-SAW כולל 4 מכלולים עיקריים-
המנוע, בסיס המנוע, החוליות והסליל (על פיו נעות החוליות), כאשר המנוע מחובר מצד
אחד לבסיסו ומצד שני לסליל. החוליות מחוברות לבסיס המנוע (שמהווה גם למעשה את
השילדה הקשיחה של הרובוט). במבט מהצד, תנועת חוליות הרובוט, שזזות כפי שהסליל מאלץ
אותן, תראה למעשה כמו הטלה של תנועה קווית דו-מימדית שניתן לראות מסיבוב סליל.
למעשה- מהצד התנועה נראית כפי שמתנהג גרף מתמטי מסוג סינוס. תנועה מסוג זה, מאפשרת
לרובוט לנוע גם על פני משטחים לא ישרים.
לא נלאה אתכם כאן באוסף החישובים הגדול אותו בצעו הסטודנטים בתחום
התנועה- גלים, תדרים ואמפליטודות. אבל בפועל, הגרסאות השונות של הרובוט, שיוצרו
בעיקר מחלקים שהודפסו במדפסת תלת-מימד, שמרו על רמת אמינות גבוהה. הצלחת הפיתוח
הוכחה כשהביצועים של הגרסאות של הרובוט הציגו מדידות קרובות מאד לחישובים והמודלים
התיאורטיים. הרובוט, בגרסתו הגדולה ביותר הצליח להגיע למהירות של 57 ס"מ/שניה
(יותר מחצי מטר בשניה!) על פני משטח ישר, ואפילו הצליח לטפס על משטח ורטיקלי, כאשר
מוקם בין שני קירות במהירות של מעל 8ס"מ/שניה.
