15.03.2018 08:05
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Robotik
Faltbarer Roboterarm für Drohnen
Diese Erfindung erweitert das Einsatzfeld für Drohnen: Südkoreanische Wissenschaftler haben einen leichten, faltbaren Roboterarm entwickelt. Inspiriert wurden sie von der traditionellen japanischen Falttechnik Origami.

Der Arm kann mit einem Greifer oder einer Kamera ausgestattet werden und ermöglicht den Zugang zu Röhren, Schornsteinen oder anderen schmalen Orten. Eine Gruppe um Kyu-Jin Cho von der Seoul National University in Seoul (Südkorea) stellt das Gerät im Fachjournal «Science Robotics» vor.

Viel widerstandsfähiger

«Der Mangel an struktureller Steifigkeit war eine Haupteinschränkung in der praktischen Verwendung von Designs, die von Origami inspiriert sind», schreiben die Forscher. Sie lösten das Problem mit einem zusätzlichen Element in ihren faltbaren Boxen, dem Schliesser. Er ist so hoch wie die Box (zehn Zentimeter), aber deutlich schmaler als die Seitenbreite (vier Zentimeter).

Der Schliesser klemmt im ausgefahrenen Zustand des Roboterarms zwischen Boden und Deckel der Box und sorgt so für Steifigkeit. Nach Angaben der Wissenschaftler ist die Box mit Schliesser fünfmal widerstandsfähiger gegen Verbiegen und 200-fach gegen Zusammendrücken als ohne Schliesser. Zusammengefaltet ist der Roboterarm vier Zentimeter lang, ausgefahren 70 Zentimeter.

Elektromotor

Um Gewicht zu sparen, planten Cho und Kollegen nur einen einzelnen Elektromotor ein. Dieser ist über eine Sehne mit den sieben übereinandergesetzten Boxen und den Schliessern verbunden. Beim Ausfahren wird die Sehne von der Rolle gelassen und elastische Bänder ziehen die einzelnen Teile des Arms in ihre Boxform.

Die Schliesser werden durch kleine Magneten in ihre Position gebracht, in der sie für Aussteifung sorgen. Beim Einfahren des Arms faltet der Elektromotor durch das Aufrollen der Sehne gegen den Widerstand der elastischen Bänder und Magneten die Boxen wieder zusammen.

Wände aus PET

Die Wände der Boxen bestehen aus Polyethylenterephthalat (PET) und einem Ripstop-Gewebe, wie es bei Fallschirmen verwendet wird. Bei der Herstellung werden zwei PET-Folien mit dem dazwischenliegenden Ripstop-Gewebe mittels Heisspresse zusammengefügt. Diese Leichtgewichtskonstruktion führt dazu, dass der 70 Zentimeter lange Roboterarm einschliesslich Elektromotor nicht mehr als 260 Gramm wiegt. Das ist wichtig, weil das Zuladungsgewicht bei den meisten Drohnen sehr begrenzt ist.

Die Forscher selbst sehen eine Schwäche ihrer Erfindung darin, dass der Roboterarm instabil wird, wenn die Drohne mit dem ausgefahrenen Arm schnell fliegt. Auch wird die Länge des Arms durch die Reibung der Sehne begrenzt, obwohl sie über Rollen geführt wird. Auch dass der Arm starr ist, sehen sie als Nachteil an, sind aber zuversichtlich, dass ein faltbarer Arm mit Gelenken gestaltet werden kann.

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