Weicher Roboter-Greifer packt blitzschnell zu
Wissenschaftler der North Carolina State University nutzen intelligenten Bimetall-Effekt
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Greifer: Schließzeit liegt bei gut zwei Sekunden (Fotos: Yong Zhu, ncsu.edu) |
Raleigh (pte005/15.12.2021/06:10)
Nicht viel langsamer als eine Mausefalle zuklappt packt ein neuartiger weicher Greifer zu, der durch Wärme gesteuert wird. Gedacht ist er für den Einsatz an Robotern. Die Idee des thermischen Greifers ist nicht neu. Doch bisher hatten sie einen entscheidenden Nachteil. Sie brauchen eine halbe Ewigkeit, ehe sie sich schließen oder wieder öffnen. „Wir haben ihn schnell gemacht", freut sich Yong Zhu, Professor für Maschinenbau sowie Luft- und Raumfahrt an der North Carolina State University https://www.ncsu.edu/ in Raleigh.
[b]Greifer springt hin und her[/b]
„Wir haben eine bistabile Struktur entwickelt", sagt Zhus Doktorand Shuang Wu. Das bedeutet, der Greifer springt zwischen zwei Positionen hin und her. Er öffnet sich und verbleibt in dieser Stellung und schließt sich erst dann wieder, wenn die Energiezufuhr gestoppt wird. „Es ist wie bei einer Haarnadel, die man verbiegt, sodass sie sich schließt", so Wu. Erst wenn man erneut Energie zuführt öffne sie sich wieder.
[b]Wie ein Bimetall[/b]
Der Greifer besteht wie ein Bimetall aus zwei übereinander angeordneten Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Zwischen ihnen verlaufen feine Heizdrähte aus Silber. In Ruhestellung ist der Greifer geöffnet. Wenn die Drähte erwärmt werden dehnen sich die Materialien unterschiedlich stark aus, sodass der Greifer sich schließt. Wird die Stromzufuhr gestoppt kühlen die Drähte aus und der Greifer öffnet sich wieder. Der Greifer, der einer Venusfliegenfalle ähnelt, könne in der Biomedizin, der Prothetik und in der Fertigung von empfindlichen Objekten eingesetzt werden, sagt Zhu.
[b]Im nächsten Schritt wird automatisiert[/b]
Im nächsten Schritt soll der Greifer, der jetzt manuell mit einem Schalter gesteuert wird, automatisiert werden. Dazu wollen Zhu und Wu ihn mit Sensoren ausstatten. Außerdem erforschen sie andere Werkstoffe und ihr Zusammenspiel, um die Kraft, die der Greifer ausübt, und die Schließgeschwindigkeit an die Empfindlichkeit des jeweiligen Objekts angepasst werden kann.
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