Robotarmen zijn duur om te bouwen en gevaarlijk om mee te werken. Wanneer het systeem met een storing kampt, kunnen er gewonden vallen. Een biotechnische robotarm, geïnspireerd op een olifantenslurf, moet dergelijke situaties voorkomen.

De ontwikkelaars van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haalden voor de bewegingen van hun biotechnische robotarm Isella, de mosterd uit de dierenwereld: een olifantenslurf is performant, snel en lenig dankzij maar liefst 40 000 spieren. Het dier gebruikt zijn slurf voor allerlei handelingen, gaande van zeer belastend tot uiterst delicaat.

Performante elektrospier

Robotarmen vormen een risico voor hun operatoren omdat een technische storing wilde, ongecontroleerde bewegingen kan veroorzaken. Een conventionele robotarm heeft één motor per koppelgewricht. Isella daarentegen heeft er twee, gegroepeerd in paren: wanneer de aansturing van een motor faalt, neemt de tweede motor over om ongecontroleerde bewegingen te vermijden.

In tegenstelling tot pneumatische of hydraulische aandrijfsystemen beschikt de robotarm over een eenvoudige, goedkope ‘spier’ die bestaat uit kleine elektrische motoren met een aandrijfas en een snoer. Op dezelfde wijze als een pees de ene spier met de andere verbindt, vormt het snoer de link tussen twee verwante bewegende delen.

De aandrijfas is verbonden met het midden van het snoer. Wanneer de as draait, draait het snoer er zich langs beide zijden omheen en vormt een soort van dubbele spiraal, Dohelix genaamd. De as is niet dikker dan het snoer, maar sterk genoeg om niet te breken. Bijgevolg heeft deze motor een hogere transmissiesnelheid dan een conventioneel uitgeruste motor. Bovendien werd hierbij gebruikgemaakt van elastische materialen met een zeer hoge scheurweerstand.

Het Dohelix-concept is hierdoor goedkoper en energie-efficiënter dan een transmissiesysteem. De trekkracht overstijgt meerdere malen het eigen gewicht. Aandrijfsystemen gebaseerd op dit concept kunnen worden ingezet voor toepassingen van verschillend formaat, gaande van microspieren tot hijskranen voor scheepscontainers

Toekomstperspectief

De Isella-robotarm bestaat uit tien Dohelix-spieren, die elk gewricht van flexie en extensie voorzien. Vier bevinden zich in de elleboog, zes in de bovenarm. De robot is hierdoor zo flexibel als een menselijke arm en heeft toepassingsmogelijkheden in meerdere sectoren: bij de revalidatie van verwondingen of als goedkope prothese. Verwacht wordt dat dergelijke gebruiksvoorwerpen over een tweetal jaar op de markt zullen komen.

Bron
www.fraunhofer.de
Dit artikel kwam tot stand met de steun van het IWT.

Contactpersoon : Sirris, Anje Van Vlierberghe
E-mail anje.vanvlierberghe@sirris.be
Tel. +32 (0)498 91 93 74 Fax +32 (0)16 32 29 84

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.