Onderzoekers bouwen rollende en vliegende quadrokopter

Techneuten van het Illinois Institute of Technology hebben een robot ontwikkeld die zowel over terrein kan rollen als kan vliegen, zodat het bereik aanzienlijk wordt vergroot. De kleine robot heeft daartoe vier rotors die in een rolkooi zijn ingebouwd.

Het Robotics Laboratory van het Illinois Institute of Technology is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de compacte robot. De naam van de HyTAQ, zoals de hybride robot wordt genoemd, is een acroniem voor Hybrid Terrestrial and Aerial Quadrotor. De robot bestaat uit een quadrokopter, ofwel een 'helikopter' met vier rotors, die in een rolkooi is ingebouwd. De bevestiging aan de rolkooi bestaat uit een as met kogellagers, waardoor de kooi vrij kan rollen terwijl de robot recht blijft hangen. De kooi is gemaakt van licht, flexibel plastic en glasvezel.

De HyTAQ kan over vlak en ruw terrein rollen door de hefkracht onder controle te houden en de rotors voorwaarts te oriënteren. Als grote obstakels ontweken moeten worden, kan de rotororiëntatie worden aangepast om de robot te laten vliegen. Door de robot over de grond te laten rollen wordt het bereik aanzienlijk vergroot; de afgelegde afstand van de HyYAQ zou viermaal groter zijn dan die van een puur vliegend systeem en de robot zou zes keer langer meegaan op een acculading. Voor verkenningsdoeleinden, de robot heeft een camera aan boord, zijn dat gewaardeerde eigenschappen.

Reacties (53)

Had overlaatst een filmpje gezien over Quadrotors die gebouwen doorzoeken, bvb met brand, aardbevingen, instortingsgevaar,...

Het feit dat dit ding dan ook over de grond kan rollen is mooi meegenomen voor bvb nauwe ruimtes waar vliegen anders lastig is.

zeer mooi en simpel ontwerp

Denk bvb een flatgebouw staat op instorten, de brandweer laat 20 van deze dingen "los" (er zijn al succesvolle autonome quadrotors), en weten binnen enkele minuten waar het gevaar is en waar er mensen zijn.

Uiteraard zal dit voor militaire doeleinden eerder ingezet worden, aangezien daar de budgetten natuurlijk meer toerijkend zijn.

[Reactie gewijzigd door ZesPak op 29 november 2012 11:31]

wel jammer dat plastic niet echt vuurbestendig is. Alles vervangen door staal is niet handig. Ik weet niet hoe het met glasvezel zelf zit.

Er zijn nog wel meer dingen aan zo'n geval dat niet hittebestendig is

Misschien is een lichtgewicht metaal een oplossing?

Een heel licht metaal is bijvoorbeeld titanium. Dat is ook nog eens heel sterk, maar ook weer niet echt hittebestendig met een relatief laag smeltpunt (en metalen verliezen onder het smelpunt uiteraard al hun hardheid). Ligt eraan wat je met "hittebestendig" wil bereiken

Maar ik denk dat plastics nog lichter zullen zijn. Misschien dat er bepaalde materialen zijn die in de Curiosity gebruikt zijn, die beter geschikt zijn.

/edit
Als het toch duur mag zijn, diamand is nog lichter en nog sterker en nog hittebestendiger

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 29 november 2012 13:20]

Een heel licht metaal is bijvoorbeeld titanium. Dat is ook nog eens heel sterk, maar ook weer niet echt hittebestendig met een relatief laag smeltpunt

Smeltpunt Titanium = 1940K.
Dat zou ik toch niet een laag smeltpunt noemen. Ik denk niet dat je het zelf gesmolten krijgt.

Overigens is als ik me goed herinner de SR 71 Blackbird van titanium gemaak:

On most aircraft, use of titanium was limited by the costs involved in procurement and manufacture. It was generally used only in components exposed to the highest temperatures, such as exhaust fairings and the leading edges of wings. On the SR-71, titanium was used for 85% of the structure, with the rest of composite materials. The high temperatures generated during Mach 3 flight required its airframe to be made mostly of titanium. To control costs, Lockheed used a more easily worked alloy of titanium which softened at a lower temperature

Daarom ligt het er ook aan wat je met hittebestindig wilt bereiken. Als het een vlam van 3000K moet weerstaan, dan gaat dat niet lukken. De hitte van de motor van een quadrokopter is wrs wel te weerstaan.

Kan goed inderdaad dat er dingen van titanium gemaakt worden die warm worden. Maar had de SR-71 daar niet ook problemen mee? Dat ie na lange tijd op hoge snelheid te zacht begon te worden?

Anyway, titanium is gelukkig wel in overvloed beschikbaar op deze planeet. Dat is dan weer een voordeeltje. Nadeeltje dat het veel energie kost om het in pure vorm te winnen, en precies daardoor is het ook zo duur. Uiteraard is men wel bezig om technieken te verzinnen waarmee het spul makkelijker gewonnen kan worden. Dat zou wat zijn, als titanium net zo duur is als aluminium

Men kan verder denken in richting van aluminium legeringen, deze kun je speciaal samenstellen zodat het aluminium veel sterker wordt, al dan niet buigzamer, en hittebestendiger...

Aluminium is licht, maar nog steeds te zwaar. Veel zwaarder dan bv titanium.

Er zijn natuurlijk verschillende plastics he! Zo is je stopcontact bijvoorbeeld gemaakt van een thermoharde plastic. In tegenstelling tot een thermoplast, wordt deze niet buigzaam, maar kan het alleen branden. Deze zijn ook redelijk hittebestendig dus.

weet echter niet of ze lichtgewicht zijn...

is glasvezel niet héél brandbaar?

is glasvezel niet héél brandbaar?

Ik weet niet wanneer jij voor het laatst siliciumoxide (glas) hebt zien branden, maar ik kan het me echt niet herinneren. Met die brandbaarheid valt het echt wel mee.

Het feit dat dit ding dan ook over de grond kan rollen is mooi meegenomen voor bvb nauwe ruimtes waar vliegen anders lastig is.

Dit wel eens gezien?
Dit was ruim 2 jaar geleden... Ze hebben ondertussen vast niet stil gezeten

http://www.youtube.com/watch?v=MvRTALJp8DM

http://www.youtube.com/watch?v=TjQPHprBTPs

Jouw links worden hier mooi samengevat in dit presentatie. Hier dus meer uitleg over hoe, waarom en waarvoor.

ot:
Super; dit maakt het niet alleen minder kwetsbaar, maar energie efficiënter door makkelijker op de grond of op een object te pauzeren voor langere inzetbaarheid. Een drijvende kooi zou zelfs op water gebruikt kunnen worden.

edit: wel minder earodynamisch

[Reactie gewijzigd door vinnixx op 29 november 2012 12:07]

Uiteraard zal dit voor militaire doeleinden eerder ingezet worden, aangezien daar de budgetten natuurlijk meer toerijkend zijn.

Inderdaad: http://www.youtube.com/watch?v=SNPJMk2fgJU

Verder vind ik het punt dat je aankaart een mooie ontwikkeling, hoe zit het met overheidssubsidie op dit soort dingen?

Je weet dat dat filmpje fake is?

Dit artikel doet met denken aan het volgende filmpje: http://www.ted.com/talks/...at_fly_and_cooperate.html

Hij zal ook niet zo snel wat in zijn propellors krijgen. Bijv. het plavond of uitstekende balken.

Erg slim, dat maakt die dingen veel geschikter voor gebruik binnen.

Als ik aan quadrocopters denk, denk ik aan hoe deze quadrocopters de James Bond-theme spelen... http://www.scientias.nl/q...en-james-bond-theme/57240

Dus als ik het goed begrijp, hebben ze gewoon een ronde kooi d.m.v. 2 draaipunten om een as vastgemaakt aan een quadcopter...

Wat is daar dan zo speciaal aan?

Je hebt natuurlijk gelijk, maar dat neemt niet weg dat het zeer inventief is. Het feit dat het zo eenvoudig is maakt het ook brilliant.

Het speciale is dat hij zich ook rollend kan verplaatsen: dat is een stuk energiezuiniger dan vliegen. Door te rollen kan hij dus grotere afstanden overbruggen dan wanneer je alleen vliegt.

[Reactie gewijzigd door Menesis op 29 november 2012 11:45]

patent patent

geniaal speelgoed idee.

Als je kinderen met die helikoptertjes laat spelen dan knallen ze overal tegen aan. Dit is geniaal speelgoed idee.

En als je er een zonnepaneel bovenop zet zou je zelfs een oneindige range kunnen hebben, indien je natuurlijk zonnig weer hebt.

Ik vindt het een leuke uitvinding. Eigenlijk bestaat het al maar toch weer niet!

Een theoretische oneindige 'vlieg'duur ja, niet een oneindige vliegrange, aangezien RC-spul tot maximaal enkele tientallen kilometers werkt (en dan hebben we het over speciale richtantenne's e.d.).

Plus als dit ding over de grond rolt hou je helemaal geen range meer over door alle bebouwing, bomen etc. tussen de quadcopter en vlieger.

Bwa GRPS of satellite....
zijn wel oplossingen om de range te verhogen ala UAV's
http://diydrones.com/forum/topics/building-a-long-range-uav
staat wat discussie over hoe je de range zou kunnen vergroten

Dat gaat nooit zo goed werken als de RC nu. GPRS of satteliet geeft het signaal veel te traag door.

Heb het zelf ervaren; inputs van je sticks moeten meteen (en dan ook METEEN) binnenkomen op je multicopter anders ligt dat ding ondersteboven in de bossen.

Dragonlink is wordt ook wel gebruikt (tot zo'n 30KM), maar persoonlijk vind ik zoiets wel ver gaan (en dan heb ik niet over afstand).
Een ding als dit moet je IMHO gewoon altijd visueel kunnen blijven zien.

[Reactie gewijzigd door Piet91 op 29 november 2012 13:52]

Heb het zelf ervaren; inputs van je sticks moeten meteen (en dan ook METEEN) binnenkomen op je multicopter anders ligt dat ding ondersteboven in de bossen.

Daarom moet dat ding dus een autopilot systeem hebben dat hem zelf stabiel houdt (en als je het mooier wilt doen ook nog zelf terug vliegt).

Dat kan die van mij ook allemaal straks, maar bij dit ding mogen ze de code wel helemaal gaan herschrijven aangezien dit dus moet switchen tussen 'rollen' en vliegen...

die speelgoedafstandbedieninkjes hebben een range van meter of 50 max (bij goed zonnig weer).

Met zo'n batterijtje kun je paar minuten vliegen.

Dus waar het om gaat is hoe goedkoop dit geproduceerd kan worden door een speelgoedfabrikant

Die van mij zo toch wel een kilometer moeten halen onder redelijk omstandigheden.

Zoiets besturen via satelliet of GPRS o.i.d is gewoon niet aan te raden.

je bedoelt met zonnepaneel dan kun je je ook die wieken uitsparen want dan stijgt hij nooit meer op wegens te veel gewicht

Ik zal wel keihard minnetjes krijgen, maar ben ik de enige die dit niet zo heel erg speciaal of apart vindt?

Dit is gewoon een simpele quadcopter waar er al duizenden van zijn gemaakt en ze hebben er een kooitje omheen gemaakt. Dat kooitje is zelf ook in een paar uur in elkaar te knutselen. De kooi is al het ware een wiel en de quadcopter zit op de as van dat wiel en kan vrij in dat wiel draaien (doch alleen voor- en achterwaarts).

Waar je normaal genoeg lift/gas geeft om omhoog te gaan, geef je nu met je remote alleen wat pitch en een klein beetje gas waardoor je naar voren rolt.
Niet heel erg bijzonder.

Tuurlijk; hier kunnen leuke ontwikkelingen uitrollen, maar de huidige staat vind ik niet apart.

[Reactie gewijzigd door Piet91 op 29 november 2012 11:42]

Ja, de oplossing is heel simpel. Dat maakt het juist zo elegant! Dat het simpel is, maakt nog niet dat het niet innovotief is. Of had je dit al eens eerder gezien?

Ik heb dit inderdaad min of meer eerder gezien inderdaad; dan noemt men het 'dummy-proof' maken van een quadcopter, ofwel voor beginners die net beginnen met vliegen en hoogstwaarschijnlijk overal tegenop gaan vliegen. Dan maakt men een simpele en lichte (vooral dat laatste) kooi om de copter om de wieken en het frame (en ook de omgeving) te beschermen.

Enig verschil met dit exemplaar hier, is dat de quadcopter kan draaien om een as.

Elk andere quadcopter met een rond frame eromheen kan hetzelfde, ook al kan de quadcopter niet in dat frame draaien.
Pitch een quadcopter met zo'n ronde bal eromheen genoeg naar voren en stop ineens met throttle-input. Gevolg? 't gevaarte rolt naar voren ofwel min of meer zelfde effect als hier.

[Reactie gewijzigd door Piet91 op 29 november 2012 12:47]

Misschien wel handig voor Engelse steden waar deze dingen de vaste veiligheidscamera's op straat kunnen vervangen. In plaats van in te zoomen, kunnen ze een beter beeld geven door er heen te vliegen.

Bij veiligheidscamera's willen ze meestal niet dat diegene weet dat hij wordt bespioneert
Zoals bij vliegvelden zetten ze er een dome van one-way spiegel op zodat de mensen niet merken dat de camera op hun gericht is.

afgezien van feit dat dit $30 speelgoed is en dat goede camera's vrij prijzig zijn en goede camera's die licht zijn, zijn extreem duur

Waarom specifiek engelse steden? Waarom niet gewoon steden?

Slim, energie besparen door niet te vliegen! Je heft gelijk een hele hoop wrijving (met los zand vooral) op, door tegelijk je voertuig aan te drijven met een opwaartse kracht. Als je dan toch wat tegenkomt geef je 1 seconde extra gas en je kunt weer verder met rollen.

volgens mij is het slimme met name dat de speelgoed helikopter niet meer om de paar secondes total loss is.

Misschien kun je hier wel een paar dagen mee doen voor je zoontje 'm gesloopt heeft.

En wat als je een tak o.i.d. tegenkomt? Slaat het klem tussen de radertjes en tussen je props?!

Nu dan is hij vast bijna kapot, maar gewoon speelgoed is nog sneller kapot als het ding tegen een boom knalt

Kunnen deze dingen niet heel mooi worden ingezet voor het verkennen van andere planeten? (gegeven dat die planeten een atmosfeer hebben natuurlijk).

Een speelgoed helikopter van 20 dollar met een batterijtje van een paar minuten?

Je snapt duidelijk niet hoe NASA werkt intern

Ik ga nu iemand citeren toen ik begon over goedkope robot die ook nog superlicht is.

"Wij houden ons niet bezig met dat soort goedkope troep"

Het grootste probleem is niet de uitvoerbaarheid noch of het goedkoper dan wel haalbaar is.
het probleem is de arrogantie.

Dat blijft toch 'overal' achter haken lijkt mij....