Vízalatti robot egyedülálló uszonyos hajtással

A BionicFinWave önállóan navigál vízzel feltöltött csőrendszerben

2018. szeptember 12., szerda, 06:00

Címkék: 3D nyomtatás adatgyűjtő Bionic Bionic Learning Network mérés méréstechnika robot robotika

A természet látványosan mutatja meg, hogy a vízben való mozgás bizonyos típusai esetében milyenek az ideális hajtórendszerek. A Festo által először az Achema 2018 kiállításon bemutatott BionicFinWave esetében a bionikus csapat számára a tengeri állatok – mint például az örvényférgek vagy a tintahal – uszonyának hullámzó mozgása adta az ihletet. A víz alatti robot ezzel a hajtással manőverez végig az akril csőrendszeren. Ez a projekt ösztönzést ad a folyamatszabályozás terén folytatott jövőbeni munkák autonóm robotokkal való elvégzéséhez.

A Festo ezzel a technológiahordozóval ismét ösztönzést nyújt az autonóm robotokkal való jövőbeni munkához és a folyékony közegben alkalmazandó új hajtási technológiákhoz. Az olyan koncepciók, mint a BionicFinWave, továbbfejleszthetők például vizsgálati, mérési, adatgyűjtési célokra – pl. a víz-, illetve szennyvíz-technológiában vagy a folyamatszabályozás más területein. A projekt keretében megszerzett tudás a finom robotikai részegységek gyártási módszereihez is alkalmazható.

A BionicFinWave oldalsó uszonyai tisztán szilikonból készültek, és megerősítő támaszokkal, valamint egyéb tartóelemekkel vannak ellátva

Úszás a természetes modell szerint

Az örvényférgek és a tintahalak hosszanti uszonyai a fejtől a farokig terjednek – végig a hátukon, az alsó részükön vagy a törzsük két oldalán. A vízben való haladáshoz az állatok az uszonyukkal folyamatos hullámot hoznak létre, mely végigfut az egész testükön. Ez a hullámmozgás hátrafelé tolja a vizet, így előrehajtó tolóerőt generál. A BionicFinWave is ezt az elvet használja az előre-, illetve hátrafelé mozgáshoz.

A Festo ennek segítségével tudta műszakilag kivitelezni az uszonyhajtású egységet, mely kiválóan alkalmas lassú, pontos mozgások végzésére, ráadásul a hagyományos csavaros hajtáshoz képest sokkal kisebb turbulenciát hoz létre a vízben. Az autonóm vízalatti robot a csőrendszerben való mozgás közben rádiós úton tud kommunikálni a külvilággal, s egy tabletre adatokat küldeni, pl. a hőmérséklet- és nyomásérzékelők értékeit.

Az érzékelők folyamatosan figyelik a BionicFinWave faltól való távolságát és a vízmélységet, így megelőzve a csőrendszerrel való ütközést

A flexibilis szilikonuszonyok mint integrált alkatrészek

A 370 mm hosszúságú BionicFinWave oldalsó uszonyai tisztán szilikonból készültek, és megerősítő támaszokkal, valamint egyéb tartóelemekkel vannak ellátva. Így nagyon rugalmasak, és valóságosan tudják imitálni a biológiai modelljük finoman áramló mozgását. A mozgás kivitelezéséhez mindkét uszony kilenc-kilenc, 45 fokos hajlásszögű kis karhoz van rögzítve; ezeket a vízalatti robot testében elhelyezett két szervomotor hajtja. Az erőket két lapos forgattyústengely továbbítja a karokhoz úgy, hogy a két uszony egymástól függetlenül tudjon mozogni; így különböző hullámmintákat tudnak létrehozni egy időben. Forduláskor például a külső uszony a belsőnél gyorsabban mozog – a földmunkagépek kerékmozgásához hasonlóan.

Fel-, illetve lefelé a testének megfelelő irányba történő megdöntésével halad a BionicFinWave. A kar szakaszai között kardáncsuklós csatlakozások találhatók, hogy a forgattyústengelyek elég rugalmasak legyenek. A forgattyústengelyek és a csuklók 3D nyomtatással, integrált alkatrészként, műanyagból készülnek.

A vízalatti robot az akril csőrendszerben manőverez

Optimális kialakítású test, integrált fedélzeti elektronikával

A 430 g tömegű BionicFinWave testének többi összetevője is 3D nyomtatással készül, hogy a bonyolult geometria kivitelezhető legyen. Az üreges kialakítású testrészek úszóként is funkcionálnak. Ugyanakkor a vízálló üregek biztonságos helyet biztosítanak a teljes vezérlési technológia számára. A nyomásérzékelő és az ultrahangos pozícióérzékelők folyamatosan figyelik a BionicFinWave faltól való távolságát és a vízmélységet, így megelőzve a csőrendszerrel való ütközést. Ehhez az autonóm, biztonságos navigációhoz kompakt, hatékony, vízálló, illetve vízhatlan alkatrészeket kellett kifejleszteni, s ezeknek a megfelelő szoftverrel való koordinálását és vezérlését is meg kellett oldani.

www.festo.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek