Ствол слона и рука осьминога настолько гибки и подвижны, что никакие кости и суставы не ограничивают движение. Напротив, животные могут гибко и гибко контролировать конечности, используя тысячи мышц. Роботизированные руки традиционно основаны на человеческих руках с суставами, что означает, что оно также предлагает мало гибкости Инженеры из Университета Саарланда использовали ствол в качестве модели для своих роботизированных рук: они разрабатывают роботизированные руки, которые могут обходиться без суставов и каркасов жестких компонентов, но так же податливы, как и легки - и могут работать чрезвычайно гибко.
Досье робототехники издание 2018
Робототехника в автоматизации
Искусственные мышцы делают возможными гибкие движения
В рамках проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом, профессор Стефан Зелецке и его команда работают с исследователями из Дармштадтского университета по тонким, точно управляемым искусственным щупальцам: в будущем они могут быть использованы в медицине в качестве проводника для операций на сердце или в качестве эндоскопа для желудочно-кишечного зеркалирования Вступают в игру. Для этой цели исследователи снабжают щупальца дополнительными функциями, такими как жёсткий наконечник для ударных движений или захват. Технология также работает в большом масштабе: возможен также большой хоботок робота - технология масштабируема.
Картинная галерея
Опора - это искусственные мышцы, которые исследовательская группа из Саарбрюккена дает своим роботизированным рукам: мышечные нити состоят из тонких волосковых нитей из никель-титанового волокна, которые могут быть напряженными и расслабленными. Они сокращаются, как настоящие мышцы, в зависимости от того, течет электричество или нет. Зелецке объясняет: «Никель-титановый сплав обладает так называемой памятью формы. Если проволока, сделанная из этого материала, согнута, она может вернуться к своей первоначальной форме ». Когда ток протекает через такой провод, он нагревается, и его кристаллическая структура изменяется таким образом, что он укорачивается. Когда питание отключается, оно охлаждается и снова становится длинным.
Тонкие провода, как мышцы
Его команда на кафедре интеллектуальных материальных систем связывает тонкие провода, как мышечные волокна. «Несколько проводов выделяют больше тепла из-за большей площади поверхности, что позволяет нам достигать быстрых сокращений. Провода имеют самую высокую плотность энергии из всех известных приводных механизмов. Они развивают высокую тягу в небольшом пространстве », - объясняет Зелецке, который также работает со своей исследовательской группой в Центре мехатроники и технологий автоматизации (Zema). Там они разрабатывают различные применения для проводов: от инновационной системы охлаждения до клапанов и насосов.
Своими роботизированными руками инженеры соединяют жгуты проводов как сгибающие и растягивающие мышцы, так что их взаимодействие создает плавное движение. «С помощью щупальца, которое в будущем может быть использовано в медицине в качестве катетера или эндоскопа, мы можем обойтись диаметром от 300 до 400 микрометров. Никакая другая технология привода не может быть размещена в этой комнате, что ограничивает возможности предыдущих катетерных процедур, например », - объясняет Пол Моцки, который написал свою докторскую диссертацию по проводам с памятью формы и проводит исследования в качестве ассистента исследователей в команде Зелецке.
Роботизированные руки без сложной технологии привода
Напротив, щупальцем можно управлять с высокой точностью, и он может выполнять несколько функций в качестве инструмента, например удар по кончику. С этой целью исследователи моделируют и программируют шаблоны движения для управления полупроводниковым чипом. Система обходится полностью без датчиков. Сами провода предоставляют все необходимые данные. «Материал проводов обладает сенсорными свойствами. Блок управления всегда распознает точное положение и ориентацию проводов на основе измеренных данных электрического сопротивления », - объясняет Пол Моцки.
В отличие от обычно используемых сегодня роботизированных манипуляторов, в которых используются электродвигатели, сжатый воздух или гидравлика, роботизированные манипуляторы исследователей из Саарбрюккена работают совершенно независимо от тяжелого оборудования на заднем плане. Все провода нужны электричество. «Это делает их легкими, адаптируемыми, тихими и сравнительно дешевыми в производстве», - объясняет профессор Зелецке. В Hannover Messe исследователи демонстрируют свои прототипы и демонстрируют потенциал этих так называемых континуальных роботов с последовательностями движения.
Hannover Messe 2019: Саарский исследовательский стенд B46 в зале 2
Промышленные роботы
Когда стоит покупать роботизированную систему?
Roboy
Исследователи строят роботов как можно более похожими на людей
СОВЕТ КНИГИ Книга "Промышленные роботы" представляет собой руководство для МСП с советами и рекомендациями по теме использования роботов. Изучаются самые важные основы робототехники и объясняются методы, как можно оценить, можно ли автоматизировать продукт или процесс с помощью роботов.