FMTC, een onafhankelijk onderzoekscentrum dat op non-profit basis de Belgische instellingen als steun voor nieuwe projecten ter beschikking staat, heeft onlangs een in alle opzichten interessant mechatronisch demonstratieobject voltooid.
Een badminton-robot, die als handig prototype fungeert voor het uitproberen van nieuwe technologieën en concepten. Bij badminton kan hij het al opnemen tegen menselijke tegenstanders.
De in België als demonstratieobject ontwikkelde en met de naam Jada gedoopte badminton-robot versnelt met het drievoudige van de versnelling door de zwaartekracht van de aarde en is daarmee sneller dan een formule-1 raceauto.
Twee camera's fungeren als ogen, drie computers als brein voor de aansturing van de "hand-oog coördinatie" en drie motoren als spieren.
"Vrij bewegend op drie assen en absoluut nauwkeurig werkend zijn eigen fouten van Jada zo goed als uitgesloten, verklaart Joe De Waele, Business Development Manager van het bedrijf Flanders' Mechatronics Technology Centre, kortweg FMTC.
Deze robot werd daar ontwikkeld om te laten zien waartoe de ingenieurs van het onafhankelijke Belgische onderzoekscentrum in Leuven in staat zijn. Innovatief zoals hun producten, is ook hun positie: ze werken als schakel tussen wetenschappelijk onderzoek door universiteiten, hogescholen en de industrie.
Het doel is de leden concurrentievoordelen te verschaffen door middel van innovatieve technologieën. Om van deze voorsprong blijvend te kunnen profiteren, moeten de ingenieurs ook altijd de grootst mogelijke mate van veiligheid in hun ontwerpen inbouwen.
In dit speciale geval moet er vooral rekening mee worden gehouden dat de arm die het badmintonracket vasthoudt op een slede langs de horizontaal uitgelijnde hoofdas beweegt.
Aangezien de slede in totaal 50 kg weegt en in zeer korte tijd tot 3 m/s wordt versneld, zou bij een storing in de voor het afremmen verantwoordelijke besturing een crash ontstaan, die tot een volledig economisch verlies van het systeem zou kunnen leiden.
Acceleratie is groot, negatieve versnelling is nog groter
Om te zorgen dat de robot geschikt is voor het spel, moet hij in staat zijn in zeer korte tijd van richting te veranderen. Jada is daarom zodanig ontworpen dat hij met een maximum van 30 m/s² kan afremmen.
Deze afremsnelheid komt overeen met het meer dan drievoudige van de versnelling door de zwaartekracht. Ter vergelijking: Deze remkrachten zijn groter dan bij bliksemsnelle achtbanen of menig formule-1-wagen.
De krachten in een ongecontroleerd geval van storing zijn nog eens significant hoger en de eisen aan de hier gebruikte noodrem derhalve enorm.
Voor deze taak gebruikt men industriële schokdempers van het type MC4575M-0 van ACE Stoßdämpfer uit Langenfeld.
De met de modernste dempingstechnologie werkende machine-elementen zijn in staat de kinetische energie van de zware slede over de minimale afstand van 75 mm te absorberen en af te remmen, zonder dat de eindposities van de constructie schade oplopen.
Daarvoor zorgt een maximaal toelaatbare krachtabsorptie van 1.020 Nm per per slag. De zelfinstellende en onderhoudsvrije dempers worden gekenmerkt door hun compacte ontwerp en zijn ook eenvoudig in bestaande constructies te integreren.
Meer assen - meer dempers
Het badmintonracket is in een om twee assen draaibare hand gemonteerd, die op de eerder genoemde slede horizontaal heen en weer beweegt.
Daarbij gaat het om een as die de slagkracht en een as die de slagrichting bepaalt. De eerste is door de ontwerpers met "hitting axe" aangeduid en de tweede met "rotating axe". Bij de "hitting axe" zijn kleine schokdempers ingebouwd, bij de "rotating axe" de TUBUS genaamde structuurdempers van ACE.
De techniek van de kleine schokdempers is daarbij identiek aan die van de industriële schokdempers van de hoofdas.
Echter, zoals de aanduiding reeds doet vermoeden, zijn deze ontworpen voor aanzienlijk kleinere krachten, namelijk 20 Nm. Dat is minder dan twee procent van de krachten die de hierboven genoemde ingebouwde industriële schokdempers afbouwen.
Gebruikt in dit deel van de badminton-robot, zijn de remprestaties van de kleine schokdempers echter volledig toereikend. Daarnaast zijn de uit co-polyester-elastomeer bestaande structuurdempers van de TUBUS-serie als voordelige alternatieven voor de schokdempers ingebouwd.
Deze kunnen overal worden toegepast waar geen exact stoppen op een exact bepaalde positie nodig is. In het hier vermelde geval was bovendien de kortere inbouwlengte dan die bij kleine en industriële schokdempers doorslaggevend.
Terwijl Jada tot nu toe vanaf de achterlijn van het veld opereert, moet hij zich binnen afzienbare tijd met behulp van een magnetisch veld nog vrijer over het speelveld kunnen bewegen.
Behalve bij de innovatieve ideeën die FMTC en ACE tot nu toe in samenwerking reeds hebben gerealiseerd, moet ook voor deze nieuwe eis met het gebruik van adequate rem- en dempingselementen rekening worden gehouden.
Meer informatie:
www.ace-ace.com
Küchmedia
Bericht van de redactie: dit is een ingezonden mededeling, die mogelijk niet vrij is van commerciële invloeden. De verantwoordelijkheid voor de verstrekte technische en andere gegevens berust volledig bij de vermelde leverancier of fabrikant.
Wenst u ook een nieuw product aan te kondigen, uit te pakken met een succesverhaal, een seminarie/event aan te kondigen of een invitatie te publiceren ?
Klik hier.
