第268章 教材也很为难!(2k)(1 / 2)
第268章 教材也很为难!(7.2k)
“周教授,我们已经尝试了所有指令,手动控制、远程重启、紧急解锁都没有任何反应。”一名航天技术总院实验室的工程师焦急地匯报导。
周宇没有说话,他的目光锁定在屏幕上机器人八只机械腿的画面。
在他的设计中,这八只腿都採用了最先进的柔性仿生关节,可以在太空中进行最复杂的抓取和组装任务。
但现在,这些腿造型各异,就跟从克苏鲁神话中走出来的似的,看了会让人做噩梦那种。
这八只腿都採用了最先进的柔性仿生关节,能够在真空中进行最精细、最复杂的抓取和组装任务,它们本该是月球基地建设的基石,而不是现在这副失控的模样。
“关节扭矩实时监测数据呢还有,热成像报告和惯性测量单元iu的数据全部调出来,我要看原始数据流。”
“周教授,数据在这里。”工程师迅速调出数据,屏幕被密密麻麻的曲线和数字覆盖“所有关节的扭矩在发出最后一次动作指令后,都瞬间升到设计上限,然后就”
完全归零了。”
“热成像显示,所有驱动电机都处於极低能耗的待机状態,並没有过载的跡象,iu
数据也同样诡异,机器人最后记录的姿態是完全静止的,姿態解算模块却一直在输出微小的、无规律的抖动。”
周宇眉头紧锁,这太反常了。
关节扭矩瞬间飆升至上限,通常意味著外部阻力过大,或者內部机构卡死。”
“如果真是这样,电机理应过载发热,热成像报告却显示它们是冷的,iu的微小抖动更让人费解,这不像是机械故障,更像是某种错误的姿態解算。
“傅教授呢”周宇突然问道。这个项目是他们两人共同负责的。
他主攻结构和控制算法,而傅教授则负责月球环境下的材料和智能装配程序,这个机器人正在执行的任务,正是由傅教授编写的复杂装配程序。
工程师的脸上露出一丝为难:“傅教授——-他那边学校的事比较忙,耽误了一会儿,说马上就到。”
他点点头,將目光再次投向屏幕,开始一帧一帧地回放机器人最后一段视频。
视频里,机器人正在將一个模擬的巨大的月壤基体结构吊装到指定位置。
这个结构是一个复杂的蜂窝状碳纤维模块,在前期测试时,所有步骤都堪称完美,视频中,八只机械腿协同作业,动作流畅而精准。
“然而就在吊装的最后阶段,当基体模块即將与地面预埋的锚固点对接时,机器人突然停顿了一下,紧接著,八只机械腿像是抽搐一般,各自朝著不同的方向扭曲,最终定格在现在这种诡异的姿態。
“暂停!放大这里。”周宇指著画面中的一个细节。
工程师放大后,屏幕上显示出基体模块底部的一个锚固卡扣,就在机器人停顿的瞬间,这个卡扣微微颤动了一下,但很快又恢復了正常。
“再往前,回放三秒,慢速播放。”
视频再次回放。
三秒钟前,机器人正在调整姿態,准备最后的对接,八只机械腿各自调整著角度和高度。周宇的眼晴像扫描仪一样,捕捉著每一个微小的细节。
“停!傅教授来了。”工程师提醒道。
傅明,这位以机器人製造闻名业界的资深教授,步履匆匆地走进实验室,脸上带著一丝歉意。
“不好意思,学校那边有个紧急情况,怎么样了情况很糟吗”
“机器人完全离线,所有控制指令都无效,我们怀疑是结构卡死,但数据上又完全对不上。”
傅明看向屏幕,画面定格在机器人最后的诡异姿態上。
他皱起了眉头,这是他设计的装配序列,他比任何人都清楚每一个步骤的逻辑。
“这不应该啊,”傅明自言自语道,“我设计的装配序列是经过了上万次模擬的,所有的受力分析、姿態调整,都考虑了月球的低重力环境和月壤的颗粒特性,除非—除非有什么我没有考虑到的外部干扰。”
“外部干扰”周宇重复道,他突然有了一个大胆的猜测。“你说,会不会是,月尘”
傅明一愣,隨即摇头。“月尘的影响已经考虑在內了。我们设计的关节有防尘罩,而且机器人腿部也安装了静电除尘装置。它在进入工作区前,就已经完成了全身除尘。”
“那好,我们重新审视一下数据。”周宇调出机器人的iu数据流,以及关节电机反馈的扭矩数据。
“傅教授,你看,这是最后几秒的数据。所有的关节扭矩在瞬间飆升到极限值,然后全部归零,热成像显示,电机完全没有过载发热。这说明实际的机械阻力並没有让电机真正出力。”
“这怎么可能扭矩数据难道是假的”傅明难以置信。
“不,数据是真的,它可能不是我们通常理解的扭矩。”周宇走到白板前,拿起笔,开始画图。
“我们设想一下,如果这个扭矩不是由机械阻力直接產生的,而是由某种错误的控制算法反馈呢”
周宇在白板上画出“夸父”机器人的关节结构图,每一个关节都有三个自由度,由三个独立的电机驱动。
“傅教授,你在设计这个装配序列时,是不是为了提高效率,使用了多轴並行运动控制”
“没错。”傅明点头。“单轴运动太慢了,而且容易引起姿態偏移。我设计了多轴联动,让每个关节的三个电机同时协同工作,以確保平稳和精准。”
“问题就在这里。”周宇用笔重重地圈出关节內部的一个压电陶瓷传感器。“为了实现高精度的姿態控制,你在这个关节中集成了压电陶瓷应变传感器,它可以在微小形变时產生电压,从而反馈给控制系统,用於姿態解算和力矩校正,对吗”
“对啊,这是行业標准,也是为了確保精准度。”傅明疑惑不解。
“这当然是標准,但它在月球环境下,可能被一个我们忽略的因素影响了。”周宇將目光投向视频中的那个颤动的卡扣。“你还记得这个细节吗它在卡扣接触时颤抖了一下。这个动作,可能在月球上,引发了我们预料之外的连锁反应。”
“什么连锁反应”傅明的眼神中充满探究。
“你设计的装配序列,是让卡扣在对接时,通过微小的高频震动来消除摩擦力,从而確保顺利插入,对吧”周宇问道。
傅明眼晴一亮:“没错!这种微振动辅助对齐技术,可以大幅提高装配成功率。在地球上,它已经经过了无数次测试。”
“这里是月球。”周宇的声音变得严肃起来。“地球上的微振动,在空气中会迅速衰减,別忘了,月球是高真空环境。”
傅明脸色骤变,他似乎已经明白了什么。
周宇继续解释道:“在月球的高真空环境下,你施加在卡扣上的微振动,並不会像在地球上有空气阻尼,反而会以极高的效率向周围结构传导。更要命的是,月球的低重力,意味著你施加的振动频率和能量,会通过机器人八只机械腿的复杂结构共振,被放大和扩散。”
“等一下,你说的是结构共振”傅明喃喃自语。
“是的,不是普通的结构共振。”周宇在白板上画出更复杂的数学模型。“在地球上,空气阻尼和重力作用,会使机械臂的固有频率处於一个稳定的范围內。”
“但是月球的低重力环境,使得整个机器人的结构谐振频率发生了显著变化,你施加的微振动,其频率可能正好落在某个关键关节的固有频率上,或者更糟的是,它与多个关节的谐波频率重叠了!”
“这这不可能啊,我们模擬过所有情况!”
“你们模擬的是单一振动源,你有没有想过,当八只腿都在不同姿態,同时进行微调时,每个关节的压电陶瓷传感器,可能会因为这种多源结构共振,而產生偽信號”
周宇继续在白板上写下公式:“当八只腿的结构共振频率相互叠加,它们產生的谐波信號,可能会被压电陶瓷传感器接收。这些传感器会產生一个虚假的应变电压。”
“这个电压信號,会被机器人內部的姿態解算模块误认为是来自外部的巨大阻力。”
“等等—”傅明瞪大了眼睛。“你是说,我的程序认为机器人被卡住了”
“没错!”周宇欣慰地看著对方,终於听懂了。
“你的程序,为了防止机械结构在卡死时受损,设计了一个紧急自锁机制,一旦姿態解算模块反馈回来的数据,显示有某个方向的阻力超过了设定閾值,它就会立刻锁定所有电机,以防止进一步的结构损坏。”
“这就是为什么扭矩数据瞬间飆升到上限,电机却没有真正发热的原因,这个数据不是实际的物理扭矩,而是控制系统根据虚假应变信號计算出的虚擬扭矩。”
“所以-机器人其实並没有卡死,它只是被自己发出的结构共振偽信號欺骗了,以为自己卡死了,然后触发了自锁机制”
“是的。”周宇肯定地回答。
“这就是为什么热成像显示电机是冷的,因为它们根本就没有发力。这就是为什么iu数据有微小的、无规律的抖动一一这是结构共振的残余能量在机器人內部传递,被iu
的惯性传感器捕捉到了。”
“它不是机械故障,而是控制系统被环境和自身设计叠加效应误导的结果。”
实验室里陷入了死一般的沉寂。
所有工程师都呆住了,他们反覆检查了数天的机械结构、电源系统、通讯链路,甚至连机器都敲鼓(盆子)拜过了,却从未想过问题出在结构共振和传感器偽信號上。
傅明恍然大悟:“我我竟然忽略了这一点。”
“我把重心放在了材料和增材製造上,而忽略了月球低重力下的复杂结构动力学,我们模擬的都是理想状態下的单体结构,却没有考虑多轴联动时,八个机械臂在月球环境下的耦合振动效应。”
“现在能解锁吗”工程师紧张地问道。
“可以,既然我们知道了问题根源,只需要远程更新控制算法,禁用或调整那个过于敏感的紧急自锁机制,同时修改装配序列,將微振动辅助对齐技术的频率调整到不会引起共振的区间。”
“甚至,我们可以利用这个原理,通过注入反向相位信號来抵消掉这些共振,但那需要更复杂的算法,现在最重要的是让机器人恢復运作。”
周宇看向傅明:“傅教授,看来我们的月球实验室计划,需要增加一个全新的研究方向了,高真空低重力环境下的多体结构动力学与共振效应,这將会是一个全新的挑战。”
傅明微笑著点头:“周教授,你又一次证明了,你才是这个项目最不可或缺的大脑。”
“就是不知道这么优秀的大脑能不能复製一份。”
傅明认真的样子,让周宇打了个冷颤。
复製大脑干嘛
搞湿件伺服器啊
周宇想到这里,当即说道:“这个不行。”
傅明一愣,意识到他自言自语声音有点大后,连连道歉。
周宇將剩下的事宜交给了傅明。
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