Desarrolladores de la Universidad Técnica Marítima Estatal de San Petersburgo (SPbGMTU) han patentado aletas flexibles para un robot submarino, inspiradas en las aletas pectorales de las rayas. A diferencia de los elementos de propulsión rígidos convencionales, este diseño debería permitir el movimiento hacia arriba y hacia abajo, así como una flexión ondulante y torsión, ayudando al robot a maniobrar con mayor precisión bajo el agua.
La aleta podrá realizar varios tipos de movimiento
El propulsor se basa en una aleta flexible triangular que se une al cuerpo del robot submarino. A lo largo de sus lados se colocan marcos flexibles, y toda la estructura está cubierta por una envoltura de elastómero.
En su interior hay eslabones flexibles, cables de tracción y servomotores. Los cables conectan los actuadores al marco y permiten controlar su flexión.
Si los servomotores giran sincrónicamente, los eslabones se doblan en una dirección. La aleta realiza un movimiento de aleteo hacia arriba o hacia abajo.
Cuando los actuadores giran en contrafase, surge otro modo: una flexión ondulante controlada a lo largo de la aleta. Este principio debería permitir reproducir el movimiento característico de las aletas pectorales de las rayas.
El diseño incorpora cinco servomotores
Según la descripción de la patente, una aleta pectoral tiene cinco servomotores. Cuatro de ellos controlan los eslabones flexibles a través de cables, y el actuador central es responsable de la torsión de la aleta alrededor de su eje longitudinal.
Gracias a esto, los autores describen tres componentes de movimiento: aleteo, onda longitudinal y torsión.
Los parámetros de funcionamiento de los actuadores se pueden programar. La patente indica que el sistema permite cambiar la amplitud, la frecuencia y la fase del movimiento de cada cable.
La aleta en sí está hecha de dos partes con relleno de silicona. En el interior se encuentra el marco, y la parte exterior forma una envoltura flexible. La parte final de la aleta permanece incontrolada y se mueve por inercia.
¿Por qué un robot necesita una aleta en lugar de un propulsor convencional?
Los autores asocian el desarrollo con la búsqueda de métodos de movimiento submarino más eficientes energéticamente y silenciosos. Como ejemplo, consideran las rayas, cuyas aletas pectorales crean un movimiento ondulante complejo.
La patente señala que el diseño convencional de una aleta de este tipo se enfrenta a un problema: debe ser a la vez delgada y flexible, pero al mismo tiempo transmitir la fuerza de los actuadores. Por lo tanto, se propone sacar los actuadores de la superficie delgada y flexible, y transmitir su deformación a través de cables y un sistema de eslabones flexibles.