Применение оригами из композитных мембран является эффективным методом конструирования трансформируемых механизмов, значительно упрощающих их конструкцию, изготовление и сборку. Применение идей реализованных в оригами позволило специалистам компании Hankook (производитель шин из Южной Кореи), ученым из Гарвардского и Сеульского университетов, разработать колеса с изменяемой геометрией и одновременно обладающих высокой грузоподъемностью.
Для оценки характеристик колес создан специальный электромобиль с гидравлическими линейными приводами для трансформации колес. В полевых испытаниях ученые осуществили трансформацию колес примерно за 5 секунд, во время движения транспортного средства со скоростью 1 м/с.
Разработка оригинальной конструкции шин продолжается на протяжении десяти лет. Созданные колеса изменяют диаметр от 46 до 80 см. При этом грузоподъемность транспорта соответствует параметрам стандартного автомобиля.
В основу конструкции необычного колеса выбрана трехслойная композитная мембрана, «сложенная по принципу используемому в оригами класса «водяная бомба». По заявлению ученых трансформируемое колесо способно выдержать нагрузку более 10 кН (масса около одной тонны). Жесткость и повышенную износостойкость элементам колесного оригами придают алюминиевые вставки.
В сложенном виде колесо имеет диаметр 46 см. В ходе эксплуатации, для увеличения диаметра и раскладывания колеса-трансформера, к нему прилагается горизонтальное осевое усилие, приводящее к раскрытию «оригами» до диаметра 80 см. Жесткие пластины фиксируют новую форму, придавая колесам необходимую жесткость.
Источник: sciencemag
Journal information