استخدام المشغلات الخطية في تحدي روفر المريخ الأوروبي

تعد الروفرات المؤتمتة تقنية متقدمة ومثيرة للتعرّف على كواكبنا المجاورة. يمكن أن يكون بناء روفر للمريخ مهمةً صعبة لأي فريق، خصوصًا في ظل حالات عدم اليقين العالمية مثل الجائحة. بدءًا من مشاكل سلاسل التوريد وتأخر الشحنات وصولًا إلى محدودية التواصل وتقييد اللقاءات الحضورية بين أعضاء الفريق، فقد أثبت فريق DJS Antariksh قدرته على ابتكار روفر مريخ ناجح للغاية بالرغم من كل التحديات! إذا كنت مهتمًا بـ European Mars Rover Challenge أو لديك شغف بالروفرات الذاتية، فهذا المقال لك! سنستعرض رحلة فريق DJS Antariksh لإحياء روفر المريخ باستخدام مشغلات خطية كهربائية للمشاركة في European Mars Rover Challenge!

 

التعريف بفريق DJS Antariksh

 

يتألف فريق DJS Antariksh من طلاب مرحلة البكالوريوس من تخصصات هندسية مختلفة، وهو الفريق الرسمي لروفر المريخ في كلية Dwarkadas J. Sanghvi للهندسة في مومباي، الهند. ولإبراز شغفهم بقطاع الفضاء والروبوتات، يعملون معًا على بناء الروفر والمشاركة في مسابقات روفر المريخ المختلفة.

في عامهم الافتتاحي، حقق الفريق المركز الثالث عالميًا ونال جائزة أفضل تخطيط علمي لعام 2020. وفي European Rover Challenge (ERC) 2021 للنسخة عن بُعد، فاز DJS Antariksh بالمركز الأول عالميًا إلى جانب جائزتي أفضل علم وأفضل ملاحة. أما تصميمهم الرسمي لروفر المريخ - "Abhigyaan" - فقد حصد المركز الثالث في International Rover Design Challenge (IRDC) 2022، وكان الفائز بالمركز الأول في European Rover Challenge 2022 (صيغة REMOTE).

يهدف فريق DJS Antariksh إلى مواصلة التقدّم بزخم استعدادًا لـ International Rover Challenge 2023. وعلى الرغم من انتمائهم إلى إحدى المدن الأكثر تضررًا من الجائحة، لا يزال الفريق يفكك المستحيل ويطمح إلى التميّز.

التخطيط والتصميم للروفر

 

بعد فترة قصيرة من تأسيس أعضاء فريق DJS Antariksh، دخلت ولاية الفريق في إغلاق بسبب الجائحة في عام 2020. في ذلك الوقت، شجّعهم أساتذتهم على بذل أقصى ما لديهم، وعلى الأقل اكتساب أكبر قدر من الخبرة والمعرفة الممكنة. ورغم عدم امتلاك الفريق خبرة مسبقة بالعمل على روفر المريخ، فقد أنجزوا أكبر قدر ممكن من العمل عبر الإنترنت مثل البحث، والتصميم، وتوليد الأفكار، وإجراء تحليل المخاطر لروفرهم. وفيما يلي الأقسام الفرعية الخمسة للفريق وأدوارها:

• قسم البرمجة: يعمل على الخوارزميات لعمليات الروفر العامة وكشف الأجسام بكفاءة.
• قسم التسويق: مسؤول عن إدارة الفريق بالكامل والتواصل المالي.
• القسم الميكانيكي: يتولى تصميم وبناء واختبار هيكل الروفر.
• قسم الإلكترونيات: يتولى تطوير ودمج الأنظمة الإلكترونية للروفر.
• القسم العلمي: يصوغ فرضيات يمكن اختبارها في موقع الهبوط بدراسة التاريخ الجيولوجي للمريخ.

شارك الفريق كذلك في أكبر عدد ممكن من مسابقات روفر المريخ الافتراضية أثناء سير مشروعهم. شاهد الفيديو الكامل لفريق DJS Antariksh أدناه:

 

لم تكن التفاعلات المثالية بين أعضاء الفريق وجوهر الاجتماعات الحضورية ممكنة بسبب الاقتصار على الاجتماعات عبر الإنترنت خلال الجائحة. كما تأثرت العديد من المؤسسات بالجائحة، ما أدى إلى نقص في المعروض وتأخّر توفر المكوّنات. ومع ذلك، بذل الفريق قصارى جهده في العمل عن بُعد، وجمعوا التمويل لمشروعهم، وتمكنوا من الحصول على أولى مكوّناتهم بعد عام ونصف تقريبًا.

 

ومن خلال برامج مثل HiRISE وJMARS، جمع الفريق بيانات عن السمات الجيولوجية للمريخ لتطوير مهمة علمية. وصمّم الفريق من الصفر كل شيء بدءًا من الأنظمة الفرعية الأساسية وحتى الأنظمة الفرعية المعقدة في الذراع الروبوتية، ثم بنوها لاحقًا. واستخدموا برنامج Proteus Design Suite لمحاكاة جميع الدوائر، بينما صمموا لوحاتهم الإلكترونية المطبوعة (PCB) القوية بمستوى صناعي عبر برنامج Altium Designer.

 

تصنيع روفر المريخ

 

بعد تخفيف قيود الجائحة في ولايتهم، تمكن الفريق أخيرًا من الاجتماع حضوريًا للمهام غير المتصلة مثل التصميم والتخطيط وتصنيع روفر المريخ. خلال الجائحة والمراحل المبكرة من التخطيط، صُمِّمت بعض جوانب روفر المريخ باستخدام تقنيات تبيّن لاحقًا أنها غير متاحة للشراء. وبسبب محدودية التوفر وأزمنة التوريد لبعض مكوّنات المشروع، اضطر الفريق للتخطيط بعناية للمكوّنات التي سيطلبونها في منتصف 2021.

 

عند حسم المكوّنات الأحدث لاستخدامها على روفر المريخ، كان من الضروري التأكد من توفرها في السوق ليتمكن الفريق من شرائها والعمل عليها. ونتيجة لذلك، تأجلت عملية تصنيع روفر المريخ إلى أواخر 2021 وبداية 2022 بعد أن وضع الفريق خططه للموارد المتاحة. وفي بعض الحالات، اضطر الفريق إلى إعادة تصميم أنظمة فرعية معينة وإجراء تحسينات أثناء التقدّم. كان ذلك لتلبية متطلبات التوافق مع المكوّنات التي تمكنوا من الحصول عليها. بدأ الفريق التصنيع بوتيرة بطيئة في البداية لأنها تجربتهم الأولى في التصنيع، مع تقنيات وتمويل محدودين للعمل بهما.

 

حرص الفريق على أن يكون مشروعه على المسار الصحيح من خلال مناقشات مع أعضاء هيئة التدريس وكبار الطلبة وخبراء الصناعة، للتأكد من أن كل ما تم شراؤه وتصنيعه مناسب للأهداف المنشودة. وبعد عدة نقاشات مع الخبراء، تمكن الفريق من تقليل أي تأخيرات محتملة قد تطرأ في العام التالي. لعب دعم الشراكات والرعاة دورًا حاسمًا في مشروع الفريق وتمويله. استخدم الفريق مثبتات من الستانلس ستيل من Sunrise Multi Tech Fasteners Pvt. Ltd. وأدوات ورش من Samsan Tools لبناء روفر المريخ. كما حصل الفريق على لوحتهم الإلكترونية المطبوعة المخصصة من PCB Power Market India.

 

شاهد الفيديو أدناه للتعرّف أكثر إلى العمل عن بُعد في مشاريع الروبوتات:

 

استخدام المشغلات الخطية في تحدي روفر المريخ

 

تُستخدم PA-14P-8-150 وPA-14P-4-150 من المشغلات الخطية الكهربائية لدينا لقيادة الذراع الروبوتية للروفر بحيث يمتلك ست درجات حرية (6DOF). ومن خلال دمج مشغلاتنا الخطية PA-14P المزودة بتغذية راجعة، يمكن قراءة معلومات الموضع عبر إشارات التغذية الراجعة من مقاييس الجهد المدمجة في المشغل. إن امتلاك معلومات الموضع يمكّن النظام من تحديد ما إذا كانت المشغلات قد وصلت إلى المواقع المطلوبة لتقليل الأخطاء وتمكين دقة عالية. إلى جانب ذلك، تتميز هذه المشغلات المُدارة بالمحركات الكهربائية بحجم مدمج وتصميم خفيف الوزن للمساعدة في الحفاظ على كتلة إجمالية منخفضة لروفر المريخ.

 

"جهاز المناولة في الروفر عبارة عن ذراع روبوتية 6DOF مزوّدة بمِلاقط ذات إصبعين. يتكون الذراع من مشغّلين خطيّين وأربعة مشغلات دورانية موضوعة في مواقع توفر توزيع حمولة وكفاءة أفضل. المِلقاط ثنائي الإصبع يعتمد على محرك يزوّد ويضبط مجموعة المِلقاط الحركية وحركة الفكّين." - روتويك بها نغال

لمزيد من مقاطع الفيديو من DJS Antariksh، اطلع على قناتهم على يوتيوب وآخر رفع لديهم أدناه:

 

الخلاصة

من خلال العمل التعاوني، والمثابرة، والالتزام الثابت، تجاوز فريق DJS Antariksh كل التحديات التي واجهته لإحياء روفر مريخ ناجح للغاية. لمزيد من التحديثات حول فريق DJS Antariksh وتحديات روفر المريخ المستقبلية لديهم، لا تتردد في متابعتهم على إنستغرام وفيسبوك وتويتر ولينكدإن!

شكرًا لفريق DJS Antariksh على مشاركة مشروعكم وإلهام الجميع! نتمنى لكم كل التوفيق في منافسات International Rover Challenge 2023!

إذا كان لديك مشاريع مخصصة، تطبيقات، أو أسئلة تقنية حول مشغلاتنا الخطية الكهربائية، فلا تتردد في التواصل معنا في أي وقت. نحن خبراء فيما نقوم به وسنكون سعداء بمساعدتك في مشاريعك المخصصة المستقبلية!

sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123