Лига Биоников

Всем привет!
Продолжение описания сборки тяжёлого экзоскелета
Первая часть тут
https://pikabu.ru/story/tyazhyolyiy_yekzoskelet_chast_1_7218275

Остановились мы на стадии установки ног и монтажа приводов рук.

Где то на этой стадии разводка пневмопроводов и электроники была завершена и можно было хоть что то уже проверять. Ноги, как можно увидеть, только пока начали обрастать необходимыми компонентами и даже не могли удержать скелет стоя. В качестве бедер там использовались пальцевые шарниры от машины. Они очень мощные и неплохо подходят для таких тяжелый скелетов. Для лёгких же или средних это не самый хороший вариант.

Ноги сгибались в коленях, бедрах и ступнях. Сами ступни не гнулись. Кроме того был один мощный шарнир в спине. Это должно было помочь одевать скелет и нагибаться в нём. Чтобы скелет не свернулся этот сустав всегда был зажат пневмомускулами, играющими роль пружин с изменяемой жесткостью.

Ноги отсоединялись от спины и всей остальной части. Тут можно увидеть 2 дырки — через них проходили болты и соединялись низ и верх скелета. Кроме того также были добавлены амортизаторы из газлифтов

Погода к этому времени улучшилась и было решено перекатиться в гараж. Да и там места для маневра значительно больше. Даже без обшивки выглядит внушительно! Почти как андроид.

К рукам были приделаны П-образные элементы. В них были установлены кнопки, через которые всё собственно и управлялось.

Где то на этой стадии появились аккмуляторы. Их было совсем немного — просто для тестов. А то каждый раз тянуть питание было уже неудобно.

Находились они в той коробочке внизу-слева грудины.

Конечно же не всё что гладко и были многие проблемы. Особенно с пневматикой, которая постоянна текла и вздувалась, но потом и этот момент более менее стабилизировался.

Видео
https://vk.com/video-112940624_456239058

Постепенно скелет полностью оброс обшивкой. Пневматика и электроника была защищена.

Кроме того на верх грудины были выведены индикаторы давления в системе и напряжения/потребления тока. По сути это были все основные параметры. Можно было сразу понять если что то было не так.

После покраски внешний вид стал вообще отличный.

В ногах стояли возвратные пружины. Они помогали экзоскелету сохранять вертикальное положение,, то есть тянули ноги на выпрямление. Сами ноги прижимались шлейфами с замками и металлическими затяжками.

Сбоку лучше видно руки и множество кнопок расположенных на самом конце. В процессе работы было решено что самое простое управление для первого прототипа это более оправдано, чем городить сверхсложные системы.

Прилёг отдохнуть.)

Можно увидеть что внутри там места должно было быть очень много. Человек, к слову, должен был входить в него сбоку.

Вот как то так. Очень много не получилось, но многое всё же вышло как надо. Не получилось сделать нейроуправление, ибо к тому времени просто не было достаточного количества опыта, но получилось сделать реально тяжелый полностью закрывающий экзоскелет.

К сожалению он так и не был доведен до конца, но был вполне работоспособен. Сейчас же смысла доводить его уже нет — делается намного более совершенный тяжелый экзоскелет — PG-16-ERI, который будет совершенно новой ступенью в тяжелых экзоскелетах.

Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.

https://vk.com/exomech

https://www.facebook.com/Exomech

https://discord.gg/pMZN7TM

Всем привет.
Хочу рассказать о том как происходила сборка тяжёлого экзоскелета. Точнее раннего прототипа, но  суть.Думаю будет интересно. Такого в интернете не найдешь теперь)

Делался этот экзоскелет в 2018 году с февраля и по апрель...и так и не был доведён до конца.

Рассматривать мы будем первый прототип тяжёлого экзоскелета — PG-14-L . Не самый удачный проект, но и не самый плохой. Отлично помог для проработки концепта тяжелого скелета, его кинематики и моделирования силовой составляющей. Без 14 модели расчета силовой части для нового тяжелого скелета не было.

Сборка этого экзоскелета была очень мучительной и долгой, впрочем как обычно, и началось это всё со сборки грудины. Каркас этого скелета состоял из квадратного профиля 20*20 и шпилек на 8мм. Кроме того в некоторых местах использовались соединительные стальные шины и пластины. Первые были элементом укрепления для рук, а на пластины крепилась вся пневматика.

Самое первое и самое основное что крепилось сразу это компрессор. Относительно его длины и определялось всё. Важно также что весь это скелет собран без сварки, а только на болтах. То есть он полностью разборный и сборный. Как конструктор.

А вот так это будет выглядеть сбоку. Тут уже лучше видно двухцилиндровый компрессор, расположенный в самом центре грудины. Он является «сердцем» всей силовой части.

Постепенно силовая часть обрастала всё большим количеством клапанов. Тут уже можно увидеть 10 клапанов и распределитель. Вся подводка воздуха была реализована обычной акриловой трубкой 5 мм.

Синий клапан сверху нужен для аварийного спуска воздуха. Он нормально- открытый, то есть закрывается только при подаче напряжения. Если же случился обрыв или же что то иное с питанием то через этот клапан будет спущен весь сжатый воздух экзоскелета.

Напрямую управлять клапанной системой не получится — слишком большой ток для микроконтроллеров. Для того чтобы всё же реализовать управление клапанами нужно ввести промежуточное звено- релейный модули. На фото ниже это красные схемы с синими кубиками.

Спереди лучше видно сколько там проводов. От каждого клапана идет по 2 провода к реле. От реле тоже идет целый пучок проводов, но уже к контроллеру.

Далее всё это вжимается в грудину. Тут уже всё смонтировано и видны заделы для рук. Они сделаны по фордоской концепции. Сзади руки крепятся на очень мощные петли.

Трубки свисающие вниз должны идти к приводам.

В качестве осей вращения для рук использовались очень мощные подшипники. Он зажимались между двумя кусками профиля шпилькой и перетягивались, до момент изгиба профиля по форме подшипника.

На фото ниже можно уже увидеть верх с руками. Тут руки сделаны до локтей. На пластинах будут прикреплены пневмомускулы.

Вот так выглядел каркас руки зажимы подшипников.

Руки должны быть всегда отведены назад. Это дает пространство для движений руками вперед и добавляет линейную составляющую к кинематики, вместо только вращательных на каких то осях.

Собственно сами пневмомускулы. Про их сборку можно прочитать в другой статье

Их длина и другие параметры подбираются в зависимости от того что нам нужно в результате. Тут были мышцы по 50 см, то есть петли по 1 метру.

Крепятся мускулы на пластины через обычные зажимы для тросов. При этом мышцы ещё немного прижимаются к каркасу гофрированной трубой.

Где то на этой стадии разводка пневмопроводов и электроники была завершена и можно было хоть что то уже проверять. Ноги, как можно увидеть, только пока начали обрастать необходимыми компонентами и даже не могли удержать скелет стоя. В качестве бедер там использовались пальцевые шарниры от машины. Они очень мощные и неплохо подходят для таких тяжелый скелетов. Для лёгких же или средних это не самый хороший вариант.

Не забываем что есть  группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.

https://vk.com/exomech

https://www.facebook.com/Exomech

https://discord.gg/pMZN7TM

Ученые извлекли клетки из эмбрионов африканских лягушек и создали из них совершенно новые формы жизни — «ксеноботов», названных по аналогии с видом Xenopus laevis. Эти миллиметровые биороботы способны двигаться к цели и восстанавливаться после разделения.

«Это не традиционные роботы и не животные. Это новый класс артефактов: живой программируемый организм», — сказал Джошуа Бонгар, специалист по компьютерным технологиям и робототехнике в Университете Вермонта.

«Для них можно найти множество применений, например, поиск вредных соединений или радиоактивного загрязнения, сбор микропластика в океанах и проведение операций в организме человека», — сказал соавтор исследования Майкл Левин, руководитель Центра регенеративной биологии и биологического развития.

Как отмечается в исследовании, группа ученых впервые спроектировала полностью биологические машины с нуля, это не клонирование или создание генномодифицированных организмов. Новые существа были разработаны на суперкомпьютере, а затем собраны и протестированы биологами в Университете Тафтса в США.

Используя крошечные щипцы и еще более тонкий электрод, клетки разрезали и соединяли под микроскопом в точном соответствии с компьютерными моделями. Собранные в телесные формы, никогда не встречавшиеся в природе, клетки начали работать вместе, согласованно двигаться и исследовать свою водную среду в течение нескольких дней, питаясь энергетическими запасами эмбрионов.

Эксперименты показали, что группы ксеноботов могут перемещаться по кругу, выталкивая гранулы в центр — спонтанно и коллективно. Некоторые ксеноботы были созданы с отверстием в центре для уменьшения сопротивления. По словам ученых, возможно, это первый шаг к использованию разработанных компьютером организмов для транспортировки лекарств.

Кроме того, ксеноботы оказались способны к регенерации. «Мы разрезали их почти пополам, а они снова срастаются и продолжают работать», — сказал профессор Бонгард.

По словам ученых, потенциал полученной информации глубоко проникает как в вычислительную науку, так и в наше понимание жизни. «Если посмотреть на клетки, из которых мы строим наших ксеноботов, то геномно это лягушки. Это 100 % лягушачий ДНК. Но мы понимаем, что по анатомии это уже не лягушки».

Возможно, создание ксеноботов — это также шаг к пониманию того, что ученые называют «морфогенетическим кодом», общей организации организмов и того, как они вычисляют и хранят информацию, основываясь на их истории и окружающей среде.

Многие люди беспокоятся о последствиях технологических изменений и сложных биологических манипуляций. И ученые согласны с тем, что, работая со сложными системами, которые мы не понимаем, можно получить непредвиденные последствия. Но, как они отмечают, это исследование помогает продвинуться вперед в их понимании и исключить опасения, связанные в том числе с развитием автономной техники.