Zorlu zeminlere ayak uydurup, şekil değiştirebilen tekerlek geliştirildi

Otomobillerin, kamyonların ve bisikletlerin temel bileşenleri olan tekerlekler o kadar her yerde kullanılıyor ki, çoğu zaman onları hafife alıyoruz. Ancak tekerlekli sandalyeler, mobil robotlar ve arazi araçları söz konusu olduğunda, tekerlekler, engebeli arazileri ve yüksek engelleri geçmede zayıf kalıyor. 

Bu sorunun farkında olan Koreli araştırmacılar, tekerleği tam anlamıyla yeniden icat ederek, zemindeki engelleri aşmak için gerçek zamanlı olarak şekil değiştiren, ayarlanabilir bir tekerlek geliştirdi.

Düzensiz veya engellerle dolu zeminlerin oluşturduğu sorun, tekerleğin yüzey alanını artıran özel tasarlanmış bir mekanizma olan paletli bir hareket sistemi kullanılarak aşılabilir. Ancak, paletli sistem nispeten düşük hızlarla sınırlıdır ve tekerlekli bir sisteme göre daha fazla enerji tüketir, çünkü sistem ile zemin arasındaki artan temas yüzeyi nedeniyle yüksek sürtünme oluşur.

Zorlu arazilerde ilerlemek için havasız veya pnömatik olmayan lastikler kullanmak bir avantaj sağlar, özellikle de delinmelere, sızıntılara ve patlamalara karşı dirençlidirler. Ancak sert olmaları sebebiyle daha az deforme olabildiklerinden, yüksek engelleri aşmada zorluk yaşıyorlar.  

Bu nedenle, bir sıvı damlasının yüzey geriliminden ilham alan bilim insanları, düz zeminde normal bir tekerleğin sürüşünün avantajlarını korurken engelleri aşabilen, değişken sertlikte bir tekerlek geliştirdiler. Bir sıvının yüzey gerilimi, moleküller arasındaki çekici veya kohezif kuvvetlerdeki dengesizlikten kaynaklanır. Bir sıvının içindeki bir molekül, diğer moleküllerle her yönde kohezif kuvvetleri deneyimlerken, yüzeydeki bir molekül yalnızca net içe doğru kohezyun kuvvetleri deneyimler. Bir damlacıkta, yüzey moleküllerinin kohezyon kuvveti arttıkça, sıvı moleküllerini içeriye doğru çeken net kuvvet de artar ve bu da damlanın tekrar dairesel bir şekle dönmesine neden olur.

Göbek boşluğu hareket ederek sertlik ayarlanabiliyor

Bilim insanları, uyarlanabilir tekerleklerini, tekerlekli sandelye ve dört tekerlekli bir araçta test ettiler ve her ikisinin de tekerlek yarıçapından 1,2 kat daha yüksek büyük basamakların ve düzensiz şekilli kayaların üzerinden geçebildiğini tespit ettiler.