Mit tanulhatunk a természettől? Az állatvilág milyen készségei használhatók fel az ipari alkalmazásokban? A Bionikus Tanulási Hálózatban évek óta foglalkozunk ezekkel a kérdésekkel. Egyetemekkel, intézetekkel és fejlesztőcégekkel együttműködve olyan kutatási platformokat tervezünk, amelyek műszaki alapelvei a természetből származnak. Visszatérő téma az elefánt ormányának egyedi mozgása és funkciója.
A Bionic Handling Assistant (2010), a BionicMotionRobot (2017) és a BionicSoftArm (2019) révén az idők során egy sor pneumatikus könnyűszerkezetes robotkar jelent meg. Rugalmas harmonika-szerkezetükkel könnyedén képesek a természetes modell áramló mozgássorozatainak megvalósítására. Fejlődésük során a bionikus koncepciók egyre kompaktabbá, kisebb méretűvé és gyorsabban üzembe helyezhetővé váltak.
A filigrán Bionic E-Trunk esetében fejlesztőink a saarbrückeni Mechatronikai és Automatizálási Technológiai Központtal együttműködve továbbvitték a miniatürizálás gondolatát, és első ízben valósították meg a természetes mozgásformákat elektromos meghajtással.
A Bionic E-Trunk két 140 milliméter hosszú, kúpos átmérőjű szegmensből áll. Középpontjában egy 3D-nyomtatott anyagból készült szerkezet és egy szuperelasztikus rúd fut, amely a hosszirányú stabilizációt szolgálja. A gerincoszlopra emlékeztető központi rész körül egy speciális fémes anyagból, egy úgynevezett alakemlékező ötvözetből készült vékony drótok helyezkednek el.
Az alakemlékező ötvözet a hőmérséklettől függően két különböző szerkezetben létezik: Ha felmelegítik - például elektromos áram segítségével -, a huzalok megrövidülnek. Amikor lehűlnek, "emlékeznek" korábbi alakjukra, és visszatérnek eredeti helyzetükbe. Ez lehetővé teszi, hogy a Bionic E-Trunk egyedileg és ellenőrzött módon hajlítható legyen bármilyen térbeli irányba. Minél vékonyabbak a vezetékek, annál gyorsabban melegednek fel, hűlnek le újra, és így közvetlenebbül reagálnak a vezérlésükre.
A koncepció megalkotásakor a fejlesztők a múltbeli pneumatikus meghajtású ormányprojektekhez hasonló elrendezést választottak. Szegmensenként három, egyenként két vagy négy különálló vezetékből álló vezetékköteg kerül telepítésre. Így a vezetékek külön-külön történő aktiválásától függően, meghatározott irányba mozgatható. Ezek az elemek mesterséges izmai egymással kölcsönhatásban biztosítják a Bionic E-Trunk folyamatos és rugalmas mozgását.
Alacsony, mindössze tizenkét grammos saját tömegének köszönhetően az ormány könnyen mozgatható az alakemlékező ötvözetből készült működtetőkkel. Más meghajtási elvekhez képest ezeknek van a legnagyobb erő-tömeg aránya.
A Bionic E-Trunk egy mikrofogóval kombinálva kis tárgyak kezelésére is használható. Ezenkívül a koncepció lehetővé tenné az adagolási folyamatot az élettudományi ágazatban. Ebből a célból egy rugalmas tömlő csatlakoztatható a szerkezet oldalához. Ezt arra lehet használni, hogy folyadékokat vegyenek ki az edényekből, és átrakják más tartályokba. Az is elképzelhető lenne, hogy célzott légáramlatokat bocsátanak ki a szűk területek megtisztítására.
Míg a pneumatikus elődök csak a tárgyak pozitív megragadását mutatták be, a Bionic E-Trunk az elefánt ormányának további funkcióinak megvalósítását is közel hozza a valósághoz: folyadékok vagy levegő beszívását és kifújását.
Intézetekkel, egyetemekkel és partnereinkkel együttműködve kutatjuk a biológiai alapelveket, hogy innovatív ötleteket és megoldásokat fejlesszünk ki az automatizálási technológia és a műszaki oktatás területén, amelyek a fő tevékenységi körünket képezik. Tudjon meg többet a Bionic Learning Networkről, vagy fedezzen fel további érdekes témákat a Festo-val kapcsolatban a blogunkon.