Revoliucinė robotika: sumažinkite energijos sąnaudas 90%!

Revoliucinė robotika: sumažinkite energijos sąnaudas 90%!

Nuo 2025 m. kovo 31 d. iki balandžio 4 d. Hannover Messe bus inovatyvių robotų technologijų vieta, kurią pristatys profesoriai Stefan Seelecke ir Paul Motzki iš 2025 m. Saro universitetas. 2 salėje Saro žemės stende B10 jie pristatys savo naujoves Formos atminties technologija prieš. Ši technologija žada smarkiai sumažinti energijos suvartojimą pramonėje – iki 90%, palyginti su dabartinėmis sistemomis.

Energija yra vienas didžiausių pramonės sąnaudų veiksnių. Didelis suvartojimo lygis turi ne tik didelę įtaką eksploatacijos išlaidoms, bet ir klimatui. Naujoji pavaros technologija, pagrįsta formų atminties medžiagomis, yra šio iššūkio sprendimas. Robotinės rankos paprastai nuolat vartoja energiją, o daugelis šiuolaikinių sugriebimo sistemų yra pneumatinės, o tai sukuria papildomą triukšmą. Ankstesnės technologijos susiduria su miniatiūrizavimo ir perprogramavimo apribojimais, kuriuos reikia įveikti.

Formos atminties technologijos pranašumai

Kuriant naujas robotines griebimo sistemas, kurios bus pristatytos parodos metu, naudojami specifiniai formos atminties lydiniai (SMA). Šios medžiagos gali prisiminti savo pradinę formą, kuri yra svarbi gaminant lengvus ir lanksčius robotus griebtuvus. Vietoje bus pristatyti vakuuminių griebtuvų ir replių griebtuvų prototipai. Šios sugriebimo sistemos gali tvarkyti ruošinius taupiai, net be energijos.

Naujoviškas požiūris grindžiamas visiškai elektrinėmis sugriebimo sistemomis, kuriose naudojami nikelio-titano vielos pluoštai, kurie veikia kaip dirbtiniai raumenys. Nikelis-titanas turi dvi skirtingas kristalinės gardelės struktūras, kurios transformuojasi, kai taikomas srovės impulsas. Tai leidžia atlikti įspūdingus judesius. Vos 500 mikrometrų skersmens viela gali traukti daugiau nei 10 kilogramų ir veda į pasaulio rekordą: 20 laidų, kurių skersmuo 25 mikrometrai, pasiekia 5 niutonų traukos jėgą esant 200 hercų dažniui.

Pritaikomos sugriebimo sistemos

Inžinieriai sukūrė elastines sugriebimo sistemas, kurios gali prisitaikyti prie skirtingų ruošinių. Privalumas, kad griebtuvams nereikia jokių papildomų jutiklių; laidai automatiškai pateikia atitinkamus duomenis. Replių griebtuvo prototipas turi 4 niutonų sugriebimo jėgą ir yra keičiamas tiek dydžio, tiek jėgos atžvilgiu. Be to, vakuuminis griebtuvas sukuria tvarų vakuumą tik naudodamas trumpus srovės impulsus.

Mokslininkų komanda Hannover Messe ieško partnerių, kurie galėtų toliau plėtoti šią technologiją. Formos atminties technologija naudojama daugelyje sričių, įskaitant medicinos technologijas, automobilių pramonę ir kosmosą. FGL pasižymi galimybe įjungti grįžtamąjį 8-10 % išsiplėtimą. Ypatinga nikelio-titano lydinių savybė yra ta, kad jie turi dvi kristalines struktūras: martensitą žemos temperatūros fazėje ir austenitą aukštos temperatūros fazėje.

Ateities perspektyvos ir iššūkiai

Mokslininkai mato puikią ateitį formų atminties technologijoms, ypač automatizavimo technologijoms ir lengviems, efektyviems komponentams. Lengvesnių medžiagų poreikis taip pat turi įtakos mechatronikai, kur formos atminties technologija atlieka lemiamą vaidmenį. Rūro universitete Bochume atliekami naujų formų šių lydinių tyrimai, kurie gali būti naudojami ne tik pavarose, bet ir medicinos technologijose, pavyzdžiui, kraujagyslių protezai ar dirbtiniai širdies vožtuvai.

Nors kainų prognozės rodo, kad formos atminties technologija gali tapti ekonomiškesnė, inžinieriai susiduria su tam tikrais iššūkiais. Nikelio-titano lydinių naudojimo temperatūrų diapazono išplėtimas ir nepatyrimas dirbant su SMA sukelia kliūtis, kurias reikia įveikti. Nepaisant to, šių naujoviškų medžiagų paklausa išlieka didelė, o tai žada įdomių galimybių ateičiai.