סטודנטים בטכניון פיתחו רכב מגנטי המרחף באוויר וארגז כלים העוקב אחרי בעליו

התכנית הטכניונית למערכות אוטונומיות ערכה תחרות בקרב הסטודנטים בלימודי הסמכה לתכנון ובנייה של מודלים של מערכות אוטונומיות לא מאויישות. בתחרות זכו ארז חורב מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, שפיתח רכב מגנטי המרחף באוויר, ודורון לאור מהפקולטה להנדסת מכונות, שפיתח ארגז כלים ממונע העוקב אחרי בעליו.

המודל של ארז מדמה כביש אגרה מגנטי לכלי רכב פרטיים. הרכב נוסע הן על הכביש והן על פסים מגנטיים (ללא מגע של הגלגלים בקרקע). “בגלל המהירויות הגבוהות שניתן להגיע אליהן באמצעות הטכנולוגיה הזו, הפרוייקט יכול להתחרות לא רק בכבישי אגרה קיימים, אלא אפילו בטיסות פנים ארציות וברכבות”, מדגיש ארז. הוא עבד בעבר בכביש 6 ולאחר מכן בפרוייקט המטרונית (הרכבת הקלה בחיפה) ושם צץ במוחו הרעיון. הוא בנה את המודל במשך חצי שנה, תוך התמודדות עם אתגרים בשדות מגנטיים וביציבות מגנטית. הוא השתמש בארבעה כלי רכב, האחד עובד על דחיפה, האחר על משיכה, אחד מהמודלים צוייד בבקר הממתג בין נסיעה עם או ללא עזרת השדה המגנטי. בכל כלי רכב יש מדחף הנעה וסנסור, המתקשר עם סנסור שנמצא גם על הכביש.

“הרכב יסע במהירות של 400 קמ”ש והנהג יוכל ללכת לישון”, אומר ארז. “הוא טוב לכבישים ארוכים ללא יציאות. אכן, העלות של כביש כזה ורכב כזה יקרה, אך מאידך יש חסכון עצום בדלק ובעיקר בחיי אדם שכן הסיכוי להתנגשות אפסי. כאשר מסתיים הכביש המגנטי, הנהג מפעיל את הגלגלים וממשיך בנסיעה רגילה”.

דורון לאור בנה מודל של ארגז כלים שעוקב אחרי בעליו. הוא עבד בעבר כאיש אחזקה במפעל של קיבוץ “דן”, וגרר אחריו את ארגז הכלים הכבד שמגיע למשקל כולל של מאה קילוגרמים ויותר. הוא בנה ארגז כלים שעוקב אחרי המפעיל באופן חשמלי, עם חישה אלקטרו-מכאנית. “הדגם נבנה לאור מספר עקרונות מנחים”, אומר דורון. “ראשית, נתמקד בבעיה הטכנולוגית העיקרית ונמנע ככל הניתן מפערי ידע אחרים. שנית, למערכת ההנעה ולמערכת ההיגוי המשולבות יש השלכות על עולם הרכב ויש להתעמק בהן בהתאם. שלישית – על הדגם להיבנות תוך ארבעה ימים וללא ניצול התקציב, על כן יש למצוא את הדרך להחליף רכיבים חשמליים יקרים בתחליפים זולים שיבצעו את אותן משימות, כמו למשל פוטנציומטר רב-סיבובי המחובר למד מטר פשוט, ממיר את מרחק האדם מהארגז למתח חשמלי כתחליף לחיישן אולטראסוני, או ממסר Solid-State הפועל באינטרוולים ומניע את המנועים במהירות משתנה כתחליף לווסת זרם”.

לצורך הפעלת הדגם בנה דורון יחד עם חבריו במפעל, שלדת מתכת עליה מורכב הארגז, בקצה שלה מורכבים זוג מדי-מרחק ומתחתיה ארבעה גלגלים שהקדמיים בהם ממונעים בנפרד ומחוברים ביניהם במסרק הגה. כאשר איש האחזקה מחבר לחגורתו את מדי המרחק ומפעיל את המכשיר, בקר תעשייתי קורא את מתח הפוטנציומטרים ומפעיל את המנועים כך שהמרחק בין הארגז לבין המפעיל יישאר קבוע. הפרש המהירויות בין המנועים יוצר את ההיגוי ומכוון את הארגז היישר אל איש התחזוקה.

בתמונה: הרכב המגנטי וארגז הכלים. צלום: ארז חורב ודורון לאור