Vraag:
Wielen vs. tracks voor rovers
Tomislav Muic
2013-07-23 18:09:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Op aarde zijn er tal van voorbeelden van voertuigen die door moeilijk terrein zwerven met sporen in plaats van wielen, terwijl alle (tenminste degenen die ik ken) buitenaardse rovers wielen hebben.

Is er een speciale reden (zoals betrouwbaarheid) waarom wordt gekozen voor wielen in plaats van rupsbanden?

Acht antwoorden:
#1
+32
SF.
2013-07-23 19:36:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Rupsbanden zijn zwaar, hebben veel wrijving en zijn vooral nuttig op zacht / modderig / glad terrein waar de gewichtsverdeling essentieel is om zinken en wegglijden te voorkomen.

Ze hebben veel meer energie nodig om te bewegen dan wielen, en terwijl dat op aarde-gebonden robots niet zo'n groot probleem is, op een lander moet dit wel of niet van de missie zijn.

Ze wegen nogal wat. Ik kan me geen verstandige tracks voorstellen die in het geval van rubber niet minstens enkele kilo's zouden wegen, en veel meer in het geval van metaal.

En zolang we geen missies plannen naar plaatsen die zijn moerassig , is een ontwerp met zes wielen al voldoende voor wanneer een wiel grip verliest of een obstakel tegenkomt dat hoger is dan zijn as. Het enige scenario waarin dat niet zou volstaan ​​en de tracks superieur zijn, is wanneer de hele rover in de grond begint te zinken. Op aarde, waar de grond vochtig en los kan zijn, verplaatst door erosie en regen, zijn sporen zinvol voor zware voertuigen van meerdere ton. Ze zijn logisch voor veel kleinere voertuigen zoals sneeuwscooters voor los materiaal als sneeuw. Maar tot nu toe hebben we nog geen planeet ontdekt (behalve de onze) waar wielen zo inferieur zouden zijn aan te verlenen rupsbanden, ondanks de problemen met rupsbanden.

Kleine toevoeging zou zijn dat het hebben van sporen een enkel storingspunt introduceert; het voertuig raakt geïmmobiliseerd als een van de rupsbanden wordt beschadigd door transport, stof of mechanische slijtage. Vergelijk met Spirit die zes wielen heeft en dus, zelfs als een of twee van de wielen het begeven, hij toch kan blijven bewegen.
#2
+21
Chandough
2013-07-23 19:15:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een vergelijkbare vraag werd gesteld over de Robotics SE.

De wielen bieden veel flexibiliteit, zoals bij het rocker bogie-systeem. waar de rover over obstakels kan klimmen tot twee keer de diameter van de wielen

En tracks zijn meestal zwaarder dan wielen. Het duurder maken voor implementatie. Het is ook gemakkelijker om met wielen te manoeuvreren dan te vertrouwen op het slippen van de tracks.

#3
+19
James Jenkins
2013-07-23 20:21:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vanuit logistiek oogpunt hebben massieve wielen een aanzienlijk voordeel ten opzichte van sporen; Onderhoud. Rupsbanden verlagen de bodemdruk van het voertuig tot iets in de orde van grootte van menselijke voet, de afweging daarvoor is tweevoudig.

  1. Je hebt nog steeds "wielen" in de baan, meestal veel, en ze hebben allemaal naven en lagers en mogelijke plaatsen om te falen. Bovendien zijn er flexpunten (of één grote voor rubberen tracks) die allemaal gewoon een ander punt van potentieel falen zijn.

  2. Rupsvoertuigen draaien, door één track te slepen, in zachte of modderig terrein vullen ze heel gemakkelijk met "grond". Er gebeuren slechte dingen, wanneer de sporen vol raken, de baan breekt of van het voertuig valt, in beide gevallen zijn er aanzienlijke middelen nodig om weer functioneel te worden, wat niet beschikbaar zou zijn voor een eenzaam voertuig. Op zijwaartse hellingen kan zelfs vooruit rijden zonder te draaien de baan vullen, wat tot storingen kan leiden.

In feite, als een track "vult", wordt alles waarmee hij vult tot stof gefreesd - dankzij een enorm overschot aan kracht en extreme duurzaamheid die wordt bereikt dankzij het gebruik van vele tonnen metaal om zowel de tracks als de motor te gebruiken om hem aan te drijven. Wat geweldig zou zijn als we het ons konden veroorloven om zoveel dode massa buiten de planeet te brengen.
@SF. eigenlijk nee, ik was een tankmonteur in het Amerikaanse leger. Soms wordt het tot stof gefreesd, soms breekt de eindaandrijving of iets anders. Dan moet je aan de motor trekken (bijvoorbeeld M60) om ruimte te maken om de aandrijving eruit te halen en te vervangen. Het is een taak die meerdere werknemers, extra apparatuur en behoorlijk wat tijd kost. In theorie een paar uur, in werkelijkheid in het veld het grootste deel van een dag, nadat je de tank hebt uitgetrokken waar hij vast zat om hem kapot te maken.
@JamesJenkins Ik heb gemerkt dat je het voorstel voor materiaalontwerp in Area54 voor de gek hield. Is het je opgevallen dat het in Private Beta is gelanceerd? https://materials.stackexchange.com/questions/329/what-has-caused-this-apparent-stagnancy-in-the-development-of-more-efficient-so/394#394
#4
+6
Madara's Ghost
2013-07-23 23:33:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik zou eigenlijk moeten toevoegen dat er een mogelijke derde optie is. Een 4- of 6-poots rollator kan waarschijnlijk goed werken op elk terrein.

Een mogelijk nadeel is dat het onderhoud zwaar kan zijn.

Een looprek met poten, als deze betrouwbaar genoeg kan worden ontworpen voor ruimte, zal waarschijnlijk de meeste veelzijdigheid hebben in vergelijking met andere opties (veelzijdigheid is een van de redenen waarom de meeste dieren poten ontwikkelen in plaats van wielen). De meeste rovers hebben echter te maken met uitgestrekte lege terreinen en niet met oerwouden, in welk geval de extra veelzijdigheid grotendeels wordt gecompenseerd door de efficiëntie en eenvoud van wielen.
#5
+4
Recycled Steel
2013-07-23 21:24:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een ander punt is dat robots met 6 wielen nog steeds kunnen bewegen als een of meer individuele wielmotoren uitvallen (oké niet zo elegant), maar een rupsvoertuig is op dit punt gedoemd.

#6
+4
Dan Is Fiddling By Firelight
2013-07-23 22:13:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Naast het gewicht zoals andere mensen al hebben gezegd, zijn rupsvoertuigen extreem onderhoudsintensief in vergelijking met varianten op wielen. Wanneer de dichtstbijzijnde monteur honderdduizenden tot tientallen miljoenen kilometers verwijderd is, is het niet breken of verslijten tijdens gebruik een cruciale vereiste.

kom op. 42 km (Lunokhod II die waarschijnlijk het hoogste record heeft op de reisafstand buiten de aarde) door een woestijn is echt geen verbijsterende afstand voor een voertuig om zonder onderhoud af te leggen. En 2 motoren is 2 mogelijk storingspunt, neem aan dat P de waarschijnlijkheid is dat de motor uitvalt, 2P voor een voertuig op het circuit dat stilstaat. Voor zes wielen, 2 wielen en zes en het voertuig is uit, dus 6/2 * P = 3P, dat is 50% meer kans om kritisch te falen.
@SF. - stel voor om een ​​tanker te vragen om van spoor te wisselen.
@DeerHunter: Elke 25 mijl?
@DeerHunter: Uw advies opgevolgd. *Ligt eraan. M1 heeft bijvoorbeeld twee sets sporen. Een van hen is lichter, met een afstand van ongeveer 1000 km, een van hen - zwaarder, maar aanzienlijk, vergroot de afstand tot ~ 3000 km, maar is heel erg lastig te vervangen op het veld. * Ook * De meeste Russische tanks zijn dat wel. gebouwd met 5000 km spoortolerantie: om mogelijk La Manche te bereiken vanuit Oekraïne. *
#7
+2
Agent_L
2017-01-26 18:05:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zoek " weggegooid spoor " op.

Rupsvoertuigen verliezen eigenlijk vrij vaak een van hun sporen, vooral bij het afslaan. Dit is een enorm probleem, zowel voor civiele als militaire voertuigen. Met voldoende mankracht, tijd en lieren kunnen ze opnieuw worden gevolgd - op aarde. Voor een rover zou een dergelijke gebeurtenis een missie beëindigen.

Voor ruimtegebruik zijn tracks belachelijk onbetrouwbaar.

#8
-1
skan
2013-09-29 01:37:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik hou ook van het idee van de rupsbanden.

Voor korte afstanden, zoals de afstanden afgelegd door Curiosity, hebben ze niet zoveel onderhoud nodig als wordt voorgesteld.

Bovendien hebben tracks geen last van puctures of bursts.

Het enige serieuze probleem is dat ze kunnen ontsporen als ze niet goed zijn ontworpen. Maar bij lage snelheden zou dat ook geen probleem moeten zijn.

Ze kunnen worden gemaakt met kevlar of andere materialen om lichte sporen te krijgen. Hoewel ik weet dat het extra gewicht afkomstig zou zijn van de verschillende wielen die nodig zijn om het te verplaatsen.

Groeten

Ik zou graag de referenties zien die uw mening ondersteunen, aangezien dit enigszins in strijd lijkt te zijn met de gepubliceerde kennis.
De totale afstand die Curiosity aflegt is minder dan 50 km, deze afstand wordt op aarde afgelegd door veel zwaardere tanks in enkele uren, elke dag, en ze gebruiken conventionele sporen en rennen met een veel veel hogere snelheid. Het probleem met de sporen is vaak niet dat ze kapot zijn gegaan, maar ze mogen op veel wegen niet werken omdat ze het asfalt beschadigen.
Dat is net als appels vergelijken met didgeridoos. Op de dag dat we een tank naar Mars kunnen sturen, kunnen de dingen anders zijn. Tot die tijd moeten we werken met massale beperkingen.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...