Tým nadšených studentů z Vysoké školy báňské Technické univerzity v Ostravě vyvíjí průzkumný robotický rover K3P4 (Katedra 354) pro mezinárodní soutěže jako je European Rover Challenge (ERC) a University Rover Challenge (URC). Soutěžící se snaží navrhnout a sestavit robotické vozítko, které bude schopné splnit připravené úkoly, které simulují mise na povrchu Marsu nebo Měsíce. Klání robotických vozítek se skládá z 6 disciplín, např. jízda v náročném terénu, odběr vzorků půdy nebo manipulace s objekty.
Hlavními body týmové práce je návrh, vývoj, konstrukce a testování vozítka. Není to však jen školní projekt, jak sami pánové uvádějí, všechny tyto činnosti jsou příležitostí, jak si rozšířit znalosti v oblasti mechanického designu, elektroniky, řízení, motivování týmu i spolupráce, které daleko přesahují běžné studijní požadavky na univerzitě.
Se svým robotem K3P4 se dvanáctičlenný tým mladých nadějných vědců již druhým rokem umísťuje na předních příčkách těchto soutěží. Poprvé, v roce 2018, studenti dosáhli hned na 5. místo z 65 týmů, v roce 2019 již stanuli na stupních vítězů – v konkurenci 29 týmů z celého světa získali bronzovou medaili v soutěži European Rover Challenge.
Navíc tým obdržel speciální cenu poroty za celkový aktivní a pozitivní přístup k soutěži, dobré konstrukční řešení robotua a alespoň částečné splnění všech zadaných úkolů. Tým ale své ambice neztrácí a už nyní vymýšlí, jak bude útočit na vyšší medailové příčky v příštím ročníku soutěže.
V samotné soutěži jde především o dobrou manipulaci, která se skládá z umění v ovládání knoflíků a vypínačů. Rover musí být ovládán na dálku, právě proto, aby mohl plnit vícero úkolů, jako je jízda v drsném terénu, odběr sypkého vzorku, jeho zvážení a vyhodnocení nebo i samotná údržba ovládacího panelu. To vše probíhá pod přísnou kontrolou komisařů.
Rover K3P4 je schopen všech nezbytných úkolů. Má čtyři nezávisle otáčivá kola vyrobená 3D tiskem, odpružení, 2 kamery, senzory a manipulační rameno s 5 klouby, které uzvedne zátěž o hmotnosti až 2 kg. To vše umožňuje operátorům plnou kontrolu nad robotem bez jeho přímé viditelnosti.
Jednou z technologií, kterou se mladí konstruktéři rozhodli pro svůj projekt využít, byl 3D tisk, se kterým se seznámili již na škole a byl tedy i jasnou volbou pro výrobu. Vyhodnotili si, že použitím této aditivní technologie mohou optimalizovat mechanický design i dramaticky zkrátit čas výroby některých potřebných součástí vozítka. 3D tisk chtěli využít především pro tisk pneumatik z flexibilního materiálu, který by současně splňoval i pevnostní požadavky. Vzhledem k tomu, že se technici z MCAE už několikrát zapojili do projektů, ve kterých vyrobili či pomohli vyrobit prototypový díl určený pro testování nového tvaru karoserie, disků kol nebo jiných součástí, nebylo tzv. „co řešit“. Oslovení naší firmy, která má ve svém portfoliu hned tři zásadní technologie – 3D tisk, 3D optické měření a oblast CAD/CAM – bylo tak logickým krokem.
Studenti si mohli vyzkoušet, jak funguje 3D tisk na profesionálních 3D tiskárnách od společnosti Stratasys. Zvolili materiál TPU 92A, který je jako stvořený pro tisk složitých dílů, které musí být současně flexibilní. Kola roveru jsou totiž v náročném terénu vysoce namáhána a díky tomuto materiálu jsou schopna se dokonale přizpůsobit prostředí. Tento elastomer tak otevírá nové možnosti, protože je trvanlivý, vytištěné díly jsou pevné a v reálném prostředí naprosto funkční. Navíc s jedinečnou odolností a se schopností výrazného natažení nebo komprese bez ztráty potřebného tvaru.
Materiál TPU 92A byl navržen speciálně pro 3D tiskárny Stratasys řady F123. A právě na 3D tiskárně F370 z této řady byla kola vytištěna. Samotný tisk trval přibližně 150 hodin a ušetřil studentům čas i výrobní náklady na kompletní vývoj nového výrobního postupu, což by jistě potěšilo vývojáře této tiskárny. K postupu „od prototypování až po finální funkční model“ je totiž 3D tiskárna F370 primárně určena.
Robotický rover K3P4 se na vytištěných kolech prezentuje doteď a my jsme rádi, že jsme se mohli podílet na spolupráci, která (jak věříme) bude i nadále pokračovat. Tým RoverOva však chceme podporovat i jinak. Na 3D tiskárně Fortus 450 jsme si zhotovili zmenšený model tohoto úspěšného roveru z vysoce kvalitního materiálu Nylon 12 a PC. Model byl tak k vidění na našem stánku na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně v roce 2019.
MCAE Systems, s.r.o.
Knínická 1771/6, 664 34 Kuřim
Telefon: +420 549 128 811
E-mail: mcae@mcae.cz
