לאחרונה, חברתנו עיצבה וייצרה אצווה חדשה שלמרכב זחלים בעל מבנה משולש, במיוחד לשימוש ברובוטים לכיבוי אש. למערכת זחלים משולשת זו יש יתרונות משמעותיים בתכנון רובוטי כיבוי אש, המתבטאים בעיקר בהיבטים הבאים:
1. יכולת חציית מכשולים מעולה
**יתרון גיאומטרי:** המסגרת המשולשת, הנתמכת לסירוגין על ידי שלוש נקודות מגע, יכולה לעבור בצורה יעילה יותר במדרגות, חורבות או ערוצים. הקצה הקדמי החד יכול להיתקע מתחת למכשולים, תוך שימוש בעקרון המנוף כדי להרים את הגוף.
**כוונון מרכז כובד:** המבנה המשולש מאפשר לרובוט להתאים באופן דינמי את פיזור מרכז הכובד שלו (לדוגמה, הרמת החלק הקדמי בעת טיפוס על מדרון ושימוש במסילות האחוריות להנעה), ובכך לשפר את יכולתו לטפס על מדרונות תלולים (כגון כאלה מעל 30°).
**מקרה:** בבדיקות סימולציה, יעילות הרובוט בעל הזחל המשולש בטיפוס מדרגות הייתה גבוהה בכ-40% מזו של רובוטים מסורתיים בעלי זחלים מלבניים.
2. יכולת הסתגלות משופרת לשטח
**מעבר מורכב בקרקע: המסילות המשולשות מפזרות את הלחץ בצורה שווה יותר על קרקע רכה (כגון הריסות שקרסו), ועיצוב המסילות הרחב מפחית את הסיכוי לשקיעה (ניתן להפחית את לחץ הקרקע ב-15-30%).
**ניידות במרחב צר:** הפריסה המשולשת הקומפקטית מקטינה את האורך האורכי. לדוגמה, במסדרון ברוחב 1.2 מטר, רובוטים מסורתיים בעלי זחלות צריכים להתאים את כיוון התנועה שלהם מספר פעמים, בעוד שהעיצוב המשולש יכול לנוע לרוחב במצב של "הליכת סרטן".
3. יציבות מבנית ועמידות בפני פגיעות
**אופטימיזציה מכנית:** המשולש הוא מבנה יציב באופן טבעי. כאשר הוא נתון לפגיעות רוחביות (כגון קריסת מבנים משנית), המאמץ מתפזר דרך מבנה מסבך המסגרת. ניסויים מראים כי קשיחות הפיתול גבוהה ביותר מ-50% מזו של מסגרת מלבנית.
**יציבות דינמית:** מצב מגע תלת-מסלולי מבטיח תמיד שלפחות שתי נקודות מגע יהיו על הקרקע, מה שמפחית את הסיכון להתהפכות בעת חציית מכשולים (בדיקות מראות שהזווית הקריטית להתהפכות צידית עולה ל-45°).
4. נוחות ואמינות תחזוקה
**עיצוב מודולרי: ניתן לפרק ולהחליף את המסילות מכל צד באופן עצמאי. לדוגמה, אם המסילות הקדמיות ניזוקו, ניתן להחליף אותן באתר תוך 15 דקות (מסילות משולבות מסורתיות דורשות תיקון במפעל).**
**תכנון יתיר:** מערכת ההנעה הכפולה מאפשרת ניידות בסיסית גם במקרה של כשל בצד אחד, ועומדת בדרישות האמינות הגבוהות של תרחישי שריפה.
5. אופטימיזציה של תרחישים מיוחדים
**יכולת חדירה לשדה אש: הקצה הקדמי הקוני יכול לפרוץ מכשולים קלים (כגון דלתות עץ וקירות גבס), ועם חומרים עמידים לטמפרטורות גבוהות (כגון ציפוי קרמי מאלומינוסיליקט), הוא יכול לפעול ברציפות בסביבה של 800 מעלות צלזיוס.**
**שילוב צינורות כיבוי אש: ניתן לצייד את הפלטפורמה העליונה המשולשת במערכת גלילים לפריסה אוטומטית של צינורות כיבוי אש (עומס מרבי: 200 מטרים של צינור בקוטר 65 מ"מ).**
**נתוני ניסוי השוואה**
מַד | מרכב תחתון בעל זחל משולש | מרכב תחתון מסורתי בעל מסילה מלבנית |
גובה טיפוס מקסימלי על מכשולים | 450 מ"מ | 300 מ"מ |
מהירות טיפוס מדרגות | 0.8 מטר/שנייה | 0.5 מטר/שנייה |
זווית יציבות גלגול | 48° | 35° |
התנגדות בחול | 220N | 350N |
6. הרחבת תרחישי יישום
**שיתוף פעולה רב-מכונתי: רובוטים משולשים יכולים ליצור תור דמוי שרשרת ולמשוך זה את זה דרך ווים אלקטרומגנטיים כדי ליצור מבנה גשר זמני החוצה מכשולים גדולים.**
**עיוות מיוחד:** חלק מהעיצובים משלבים קורות צד נפתחות שיכולות לעבור למצב משושה כדי להסתגל לשטח ביצותי, ובכך להגדיל את שטח המגע עם הקרקע ב-70% בעת הפריסה.
עיצוב זה עומד במלואו בדרישות הליבה של רובוטי כיבוי אש, כגון יכולת חזקה לחציית מכשולים, אמינות גבוהה ויכולת הסתגלות למגוון שטחים. בעתיד, על ידי שילוב אלגוריתמים לתכנון נתיבים מבוססי בינה מלאכותית, ניתן יהיה לשפר עוד יותר את יכולת הפעולה האוטונומית בזירות שריפה מורכבות.