Архив журнала Моделист-Конструктор
|
ШАГАТЬ, ПОЛЗТИ ИЛИ КУВЫРКАТЬСЯ?Тайга горела. На огромном пространстве огонь пожирал зелень. Вдруг над вершинами лесных великанов появилось странное сооружение: многометровая металлическая перекладина на высоких опорах. Поочередно поднимая над лесом то одну, то другую лапу, огромная машина пошла в огонь, оставляя за собой черный дымящийся проход. Шла она как человек, тяжело переваливаясь с ноги на ногу...
Постойте, постойте, а разве так должна ходить шагающая машина? Ведь все известные конструкции передвигаются совсем иначе. Возьмем, например, американский патент № 2942676. Он описывает устройство на трех ногах. Платформа стоит на земле, а в это время опоры поочередно выбрасываются вперед и остаются под некоторым углом к поверхности. Затем гидроцилиндры «выпрямляют» их, перенося платформу еще на шаг.
Чтобы не тратить энергию на бесполезный периодический подъем платформы, решили увеличить число ног до восьми (патент США № 3135345). Когда одна группа стоек делает шаг, другая подготавливается к следующему... Заметьте, в этих устройствах сначала выдвигаются опоры, а уж затем они подтягивают за собой платформу, в которой сосредоточен центр тяжести системы.
Фирма «Дженерал моторе» создала агрегат на ногах-суставах. Колченогий пешеход шагал по пересеченной местности со скоростью около 8 км/ч, преодолевал подъемы с углом наклона до 45°, перед которыми пасовали колесные и даже гусеничные машины. Но и это устройство сначала выбрасывало вперед ноги, а потом подтягивало «туловище».
Главный недостаток такого способа шагания — «слепой» ход. Телекамера, установленная на платформе, всегда смотрит на дорогу под некоторым углом. При таком обзоре ноги остаются без присмотра. Надо еще учесть, что на оптику действуют тени, блики, освещенность и т. д. Делать же ноги с «глазами» невыгодно. Поэтому робот шагает почти вслепую, а нога из-за своей конструкции гораздо легче попадает в аварийную ситуацию, нежели, например, колесо.
Ну а наш придуманный великан-пожарный, с которого мы начали рассказ, ходит совсем иначе, чем его собратья-шагоходы.
Не торопясь двигается тяжелый управляющий блок по горизонтальной штанге, опирающейся на две опоры. Когда кабина заедет за одну из них, то перетянет, как на качелях, противоположную. Затем на шарнире стоящей лапы вся конструкция повернется на определенный угол. Кабина начинает влезать вверх по штанге и своей тяжестью опускает поднятую ногу. Шаг сделан.
|
|
Рис. 1. Вездеход шагает через пропасть.
Что дает роботу новая походка? Безопасность при ходьбе. Он видит, куда ставит ногу. И даже если грунт поползет, то центр тяжести, то есть сам управляющий блок, находится далеко от опасного места, он спокойно отползет назад и поставит ногу в другую точку.
Проходимость аппарата чрезвычайная по сравнению с известными «шагалками», у которых высота преодоленного препятствия ограничивается длиной ног. У новой конструкции высота шага определяется размерами штанги. И ничто не мешает конструкторам при желании и необходимости сделать ее телескопической, выдвижной. Такому роботу по плечу самый фантастический кросс: взберется на любую гору, полезет в пещеру, перешагнет пропасть, ледяные торосы и каменные валуны ему нипочем.
Но и у него есть изъян: скорость ходьбы — «пешая». Однако изобретатель нашел способ подхлестнуть ленивца: к опорам подсоединил колеса. Машина, не потеряв маневренности и высокой проходимости, обрела высокую скорость на ровных участках дороги. Вот теперь она действительно готова в путь, может выполнять, например, серьезные научно-исследовательские изыскания. Таких еще не было, хотя первые модели нового шагающего устройства уже появились.
«М-К» сообщал, например, о работе ребят из Прокопьевска Кемеровской области. Вероятно, существуют подобные образцы и в технических кружках других городов.
Есть у этой конструкции серьезный соперник на сложной дистанции. Он не ходит, а... ползает. Ползает самым необычным в мире техники способом, создавая под собой бегущую волну сокращающихся резиновых «мышц». Прежде чем оценивать возможности машины, вкратце передам историю, рассказанную самим изобретателем О. Жолондковским, весьма поучительную для всех самодельщиков.
|
|
Рис. 2. Транспорт на резиновых мышцах.
Взялся он с товарищем строить водометный катер. Но вот задача: как сделать сопло переменного диаметра, чтобы при случае тяга была побольше (сопло широкое), а иной раз нужна скорость (сопло узкое).
Подумали корабелы и вспомнили про кальмара. У него для таких целей имеется специальная мышца, которой он то сжимает мантию, играющую роль сопла, то расширяет. Любители сделали резиновую мышцу в виде полой баранки. Закачиваешь в нее воду — она раздувается и уменьшает диаметр сопла. Таким приемом можно на ходу повышать скорость судна, не форсируя двигатель. Казалось бы, цель достигнута, но мысль работала дальше. Если соединить последовательно сопла-мышцы, то получится... насос. Каждая секция, поочередно сжимаясь, будет проталкивать свое содержимое в соседнюю и т. д. Бегущая волна сокращений погонит любые предметы на любое расстояние.
Когда же догадались разрезать насос пополам и развернуть, как надувной матрац, то отсеки, надуваясь, создали бегущую волну, и половинка насоса поползла. Появился оригинальный движитель. Он напоминает шнековый. Однако ребра шнека, заключенные в оболочку, будут быстро перетирать ее, да и «бегущая волна» нетороплива. В новом варианте отсутствуют трущиеся детали, а скорость движения можно регулировать воздушным краном — переключателем.
Нетрудно сообразить, что давление на грунт ползающего «матраца» незначительно, и он легко преодолеет самое топкое болото. На плаву форсирует водную преграду. Имея присоски, вползет на отвесную стену. Вот на каких участках нашего воображаемого кросса у него неоспоримое преимущество перед шагающими машинами.
Жолондковский, фантазируя, предложил еще вариант: если «матрац» свернуть мышцами наружу, получится вездеход-«червяк». Внутри кабина. Экипаж смело направляется в пещеру, исследует ее и возвращается наверх. Уверенно проползает в самые непроходимые джунгли и заполняет на картах еще оставшиеся «белые пятна». Ну а пока «червяк» стоит на старте, условном, разумеется, и ждет, когда моделисты вдохнут в него жизнь.
|
|
Рис. 3. Вездеход-«червяк».
Теперь о третьем участнике «соревнований»: кувыркающемся аппарате. Он детище профессора Катыса. В нем развивается идея переноса центра тяжести. Конструкция модели, поясняющей суть дела, предельно проста. Есть две рамки на колесах и информационно-управляющий блок. Всего три детали, которые соединены друг с другом. В походном положении машина напоминает бутерброд: рамка, на ней блок, сверху рамка. Модель бодро катит по дороге, пока не встречает препятствие. Перед ним тормозит. Закидывает верхнюю рамку на уступ. Информационный блок осторожно поворачивается на оси и ложится на верхнюю тележку. Затем подтягивается оставшаяся рамка и накрывает «спину» перевертыша. Путешествие продолжается.
|
|
Рис. 4. Так перевертыш преодолевает препятствия.
Итак, есть три новых способа передвижения. Какой из них лучше, в каких условиях эффективней, какие задачи им по плечу, на эти вопросы могут ответить только реально действующие модели — прообразы машин будущего.
А. РАТОВ, инженер
|