Bioniczne ramię robota naśladujące trąbę słonia

Bioniczne ramię robota naśladujące trąbę słonia

Firma Festo na targach Hannover 2010 zaprezentowała swój najnowszy projekt bioniczny. Przedstawiony prototyp nazwany Bionic Handling Assistant stanowi elastyczny i bezpieczny środek przemieszczania obiektów. Może zrewolucjonizować sposób projektowania systemów zasilania w materiały i potencjalnie otwiera nową drogę bezpośredniej współpracy pomiędzy człowiekiem a robotem.

Bionic Handling Assistant wywodzi się z inicjatywy Festo BIonic Learning Network, która zrzesza ośrodki akademickie i specjalistyczne firmy zajmujące się technologiami bionicznymi dla zastosowań w automatyce przyszłości. Inspiracja dla BHA pochodzi od trąby słonia, będącej umięśnionym, elastycznym przedłużeniem jego górnej wargi i nosa, zakończonej elementami chwytnymi działającymi podobnie jak palce ludzkiej dłoni.

Bionic Handling Assistant wykorzystuje wysoce innowacyjną technologię biomechatroniczną i wprowadza w życie koncepcję, w której kontakt między maszyną a operatorem – zamierzony czy przypadkowy – nie jest niebezpieczny. W przypadku kolizji, BHA natychmiast poddaje się zmianie kształtu, nie zmieniając jednak pożądanego zachowania dynamicznego, po czym ponawia próbę wykonania operacji. W przeciwieństwie do ciężkich robotów przemysłowych, BHA charakteryzuje się świetnym współczynnikiem masa/ładowność, zapewnia płynność ruchu z większą ilością stopni swobody i świetnie wykorzystuje zasoby.

Urządzenie składa się z trzech podstawowych elementów zmieniających położenie manipulowanego obiektu, dodatkowo „nadgarstka” z przegubem kulowym i chwytaka z adaptywnymi palcami. Każdy element podstawowy zawiera 3 ułożone koliście siłowniki pneumatyczne, zbieżne pod kątem 3 stopni. Ich wysunięcia są mierzone przez czujniki położenia wchodzące w skład systemu sterowania ruchem w przestrzeni. Kolejne 3 siłowniki zlokalizowane są wokół przegubu „nadgarstka”, umożliwiając mu obrót o kąt 30 stopni. Firmowane przez Festo sensory położenia SMAT pozwalają mierzyć przemieszczenia i zapewniają dokładne pozycjonowanie, a zawory proporcjonalne VPWP odpowiadają za sterowanie pneumatyką. Całość tworzy wysoce elastyczny system zdolny do wywierania na obiekty znacznych sił pomimo niewielkiej masy własnej.

Bionic Handling Assistant jest produkowany z wykorzystaniem technologii rapid prototyping, które umożliwiają wytwarzanie pojedynczych komponentów z poliamidów. Drukowanie 3D czyni proces produkcji tych zaawansowanych elementów o złożonych kształtach relatywnie tanim pomimo niewielkich serii.

(bj)