Tapadó erő energia nélkül

NanoForceGripper – természet inspirálta megfogó a Festo-tól

2013. október 30., szerda, 10:17

Címkék: bionikus megfogó energiahatékonyság Festo megfogó NanoForceGripper nanotechnológia

A gekkók mászóbajnokok a hüllők között – még az üvegen is csodálatosan képesek megtapadni. A Festo Bionic Learning Network tervezőmérnökeit inspirálta ez a természeti csoda. Az eredmény a NanoForceGripper. Ez a megfogó energiahatékonyan és kíméletesen fogja meg az érzékeny felületeket.

 
Több mint 50 millió éve népesítik be a gekkók a Földet. Sikerüknek titka a lábukban van. Ezeknek az állatkáknak a lábujjaiban hatalmas tartóerő rejlik. A Festo Bionic szakemberei számára ez elegendő ok volt arra, hogy egy új kutatási projektben utánozzák ezt – természetesen nem ők maguk, hanem egy szerkezet, a NanoForceGripper révén. A bionikus megfogó sikeresen utánozta le a gekkó lábát, illetve annak működését. Még a tükörsima felületű okostelefonokat is energiahatékonyan veszi fel, és úgy engedi el, hogy nem hagy rajta nyomot. 
 
Tiszta tapadó erő: a gekkó erőfeszítés nélkül mászik még a sima üvegfelületen is

A nanoerő szilárdan tart 

A program neve mindent elmond. A NanoForceGripper, a prototípus, a van der Waals erőket használja ki, amelyek az atomok és a molekulák szintjén hatnak. A gekkók is ezeket az erőket hasznosítják. Ezek a csodálatos kis hüllők minden ragadós nyom vagy szívókorong nélkül másznak függőlegesen. A sikerük titka elektronmikroszkóp alatt látható – egy különösen finom szőrszálakból álló valóságos szőnyeg. A van der Waals erők által okozott kölcsönhatás ezek között az egyedi szőrszálak és a sima felületek egyedi molekulái között lép fel. Egy szőrszál ereje minimális. Mégis, a gekkó esetében – és a NanoForceGripper esetében is – ez az erő  négyzetcentiméterenként huszonkilencezerszeres lesz. A gekkó tehát akár 10 kg-ot is meg tud tartani egyetlen lábával. 
 
A megfogó a mikroszkóp alatt: a fólia nanoszerkezete 400-szoros nagyításban

A farokuszony-elv kíméletes elengedést biztosít 

A NanoForceGripper alsó oldalán „Gecko Nanoplast” fólia van. A teljes megfogót 2012-ben tervezték a Festo Bionic Learning Network egy tanulmányának részeként. Egy kísérleti berendezésben közvetlenül a képernyő-felületüknél vette fel az okostelefonokat, mindenféle egyéb mechanikai érintkezés nélkül. Annak érdekében, hogy a NanoForceGripper képes legyen leválni a sima felületről, a Festo kutatói ismét a gekkó lábujjairól vettek példát. A gekkó a van der Waals erőkkel tapadó szőrszálakat
egyszerűen a talpa begörbítésével választja le a felületről. A NanoForceGripper ugyanezen az elven mozog és egy másik bionikus elvet használ – a FinRay hatást, amely a halak farokuszonyának modellezése. Ha erő hat rá, a NanoForceGripper tartó szerkezete sík felületűből görbült felületűvé deformálódik. A fóliával bevont tényleges érintkező felület jelentősen kisebb lesz, eközben kíméletesen elengedi a megfogott tárgyat.
 
Reteszelő szerkezet: kiegészítő hajtóművek  vagy vezérlő elemek nélkül működik

Tartás energia nélkül

A NanoForceGripper működési módja a felületek elengedésekor egy „oda-vissza” reteszelő (például a golyóstoll működéséhez hasonló) mechanikán alapul. Az energiamentes megtartás és az energiahatékony megfogás olyan innováció a megfogóknál, amelyben ez a mechanika működik. Ha egy alkatrészt már megfogott, a NanoForceGripper  folyamatosan megtartja azt, energiafelhasználás nélkül, csak akkor van szükség egy nagyon kicsi ellenerőre, amikor a kötést el kell engedni. A megfogón belüli mechanika automatikusan elmozdítja az adaptív szerkezetet, amikor a megfogott tárgyat leteszi. A NanoForceGripper-hez az innovatív szerkezetnek köszönhetően nincs szükség kiegészítő hajtóművekre vagy vezérlő elemekre. 
 
NanoForceGripper kutatási projekt: a bionikus megfogó a van der Waals erők segítségével
fogja meg az okostelefonokat és a FinRay hatás révén engedi el azokat

A sűrített levegő felhasználás csökkentése

A tanulmány világos képet ad arról, hogy a jövőben milyen energiahatékony automatizálás lehetséges. Bemutatja, milyen hatalmas energiamegtakarítást lehet elérni a meglévő automatizálástechnikai elemek intelligens beépítésével. A NanoForceGripper alkalmazásával a többi szívókorongos rendszerhez képest folyamatosan csökkenthető a sűrítettlevegő-felhasználás. A bionikus megfogó nem csupán új távlatokat nyit az érintésmentes megfogási technika területén, hanem arra is hatásos példa, hogyan segítik az innovatív technológiák az ipari gyártás fenntarthatóságát – a természettől a természetnek.
 
www.festo.com/en/nanoforcegripper
info_hu@festo.com
Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
ÉLELMISZER-BIZTONSÁG
Média Partnerek