Schneefelder sind ein anspruchsvolles Terrain für leichte Bodenroboter mit einer Masse unter 50 kg. Das tiefe Eintauchen und der hohe Widerstand des Schnees bei Verdichtung, Traktionsverlust beim Drehen und Aufnahme von Schnee in den Antriebsstrang können zu Unbeweglichkeit bereits nach wenigen Meter Fahrt führen. Für eigens konstruierte Fahrzeuge stellt Tiefschnee ein glattes, ebenmäßiges Gelände dar, das Hindernisse verdeckt. Wichtige Voraussetzungen für eine gute Über-Schnee Mobilität sind: geringer Bodendruck, große Abstand im Verhältnis zum Fahrzeuggröße und ein Antriebssystem, das feuchten, verdichtungsfähigen Schnee toleriert. Ein kleiner Roboter wird im Verhältnis zu seiner Bodenfreiheit immer tief im Schnee versinken und muss deshalb ohne Unterstützung des Untergrunds über den Schnee gleiten. Dies kann mit Niederdruckgleisketten erreicht werden (<1,5 kPa). Selbst dann noch, wenn der Widerstand der Schneeverdichtung mehr als 20% des Fahrzeuggewichts beträgt. Trotz eines relativ hohen Traktionskoeffizienten bei geringem Gleiskettendruck ist eine Differentiallenkung oder Lenkung des Gleitens schwierig, weil die Traktion der äußeren Kette leicht abreißen kann sobald das Gerät versucht gegen den Schnee zu fahren. Kurze Kettenlängen (relativ zur Kettentrennung) oder gekoppelte Knickarmroboter bieten Lösungen für Tiefschnee. Dieses Papier enthält Richtlinien für die Konstruktion von Leichtbaurobotern für hohe Mobilität über Schnee. Im Test befanden sich zwei benutzerdefinierte Konstruktionen SnoBot und SnoBot-2 und zwei kommerziell erhältliche Robotern PackBot und Talon. Die vorliegenden Richtlinien wurden zur Konstruktion von SnoBot-2 verwendet. Er besitzt eine ausgezeichnete Überschnee-Mobilität. Da viele andere Überlegungen die Konstruktion von Robotern einschränken, können diese Richtlinien auch zur Entwicklung von Winter-Kits zur Verbesserung der Überschnee-Mobilität der vorhandener Roboter beitragen.

    Snowfields are challenging terrain for lightweight (<50 kg) ground robots. Deep sinkage, high snow-compaction resistance, traction loss while turning and ingestion of snow into the drive train can cause immobility within a few meters of travel. However, for suitably designed vehicles, deep snow offers a smooth, uniform terrain that can obliterate obstacles. Key requirements for good over-snow mobility are low ground pressure, large clearance relative to vehicle size and a drive system that tolerates moist, compactable snow. A small robot will invariably encounter deep snow relative to its ground clearance and thus must travel over the snow rather than gain support from the underlying surface. This can be accomplished using low-pressure tracks (<1.5 kPa). Even still, snow-compaction resistance can exceed 20% of vehicle weight. Also, despite relatively high traction coefficients for low track pressures, differential or skid steering is difficult because the outboard track can easily break traction as the vehicle attempts to turn against the snow. Short track lengths (relative to track separation) or coupled articulated robots offer steering solutions for deep snow. This paper presents guidance to design lightweight robots for good mobility over snow based on tests of two custom-designed over-snow robots, SnoBot and SnoBot-2, and driving experience with two commercially available robots, PackBot and Talon. Moreover, we used the present guidance to design SnoBot-2, and it displays excellent over-snow mobility. Because many other considerations constrain robot designs, this guidance can also help with development of winterization kits to improve the over-snow performance of existing robots.


    Zugriff

    Zugriff über TIB

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen

    Bestellung bei Subito €


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    Design of lightweight robots for over-snow mobility


    Beteiligte:
    Lever, J.H. (Autor:in) / Shoop, S.A. (Autor:in) / Bernhard, R.I. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    8 Seiten, 7 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch




    Design of lightweight robots for over-snow mobility

    Lever, J.H. | Online Contents | 2009


    Design of lightweight robots for over-snow mobility

    Lever, J.H. | Online Contents | 2009


    Design of lightweight robots for over-snow mobility

    Lever, J.H. / Shoop, S.A. / Bernhard, R.I. | Elsevier | 2008


    Design of lightweight robots for over-snow mobility

    Lever,J.H. / Shoop,S.A. / Bernhard,R.I. et al. | Kraftfahrwesen | 2009


    Design of Lightweight Robots for Over-Snow Mobility

    Lever, J.H. / International Society of Terrain Vehicle Systems | British Library Conference Proceedings | 2006