Témata
Reklama

Bionika a supravodivost v roce 2018

Mezi nejatraktivnější exponáty společnosti Festo na hannoverském veletrhu patří bionické konstrukce, které hledají vzor v přírodě, a ačkoliv často na první pohled vypadají jako samoúčelné hračky, přispívají k hledání nových možností v oblasti konstrukce manipulační a automatizační techniky, včetně jejího řízení.

Neméně atraktivní bývají exponáty využívající technologie supravodičů, jejichž potenciál spočívá v otevření nových aplikačních oblastí a výrazných úsporách energie. Zveme vás proto na malou prohlídku nejzajímavějších exponátů z těchto dvou oblastí.

Reklama
Reklama

Kutálející se pavouk

V roce 2008 objevil profesor bioniky na TU v Berlíně, Ingo Rechenberg, na Sahaře zvláštní druh pavouka (Cebrennus rechenbergi), který se dokázal pohybovat dvěma různými způsoby – jednak lézt jako normální pavouci, jednak skočit vpřed jakýmsi kotoulem a pak se kutálet vpřed. Tímto způsobem dokázal vyvinout dvojnásobnou rychlost oproti normální chůzi. To profesora zaujalo a pokusil se převést tento druh pohybu do podoby technologické aplikace. Se svým týmem pak sestrojil několik prototypů nazvaných BionicWheelBot. Nyní dále vyvíjí kinematický a řídicí koncept tohoto pavouka společně s Festem v rámci programu Bionic Learning Network. Díky integrovanému senzoru robotický pavouk při kutálení ví, v jaké pozici se právě nachází a kdy se má znovu odrazit. Délka pavouka je (podle poloh nohou) až 570 mm, šířka max. 796 mm a výška max. 238 mm, průměr při kutálení je 267 mm. BionicWheelBot je dálkově ovládán prostřednictvím tabletu.

Bionický pavouk BionicWheelBot, který umí chodit nebo se kutálet.

Létající kaloň

Kaloni jsou skupinou savců příbuzných netopýrům. Tělo kaloňů je podobné tělu netopýrů, ale jejich hlava se nápadně podobá hlavě liščí. Přes své velké rozměry jsou kaloni velmi lehcí a ani ti největší nedosahují hmotnosti dvou kilogramů. Tolik k popisu přírodního vzoru, který inspiroval konstrukci létacího stroje BionicFlyingFox (bionický kaloň) v programu Bionic Learning Network. Bionický kaloň je ještě lehčí – váží 580 g při rozpětí křídel 228 cm, jejichž karbonová konstrukce je pokryta lehkou, ale pevnou elastickou membránou, prodlouženou až k nohám. Let je řízen jako poloautonomní v definovaném prostoru, aktuální poloha je určována trackováním prostřednictvím dvou infračervených kamer. K optimalizaci dráhy letu je využíváno strojové učení. Bionický kaloň obdrží z master počítače řídicí algoritmus, který průběžně zlepšuje, a dráha se tak stále zpřesňuje. Start a přistání jsou řízeny ručně.

Kaloň BionicFlyingFox se chystá na svůj let.

Bionické stavebnice

Bionické „hračky“ už nejsou dostupné jen úzkému kruhu vyvolených. Festo v letošním roce v rámci konceptu Bionics4Education představilo stavebnice bionických mechanismů, které jsou primárně určeny pro studenty všeobecně vzdělávacích škol ve věku od 14 do 18 let. Tento vzdělávací koncept byl vyvinut interdisciplinárním týmem inženýrů, designérů, počítačových odborníků a biologů z Bionic Learning Network společně s experty z Festo Didactic, které je dodavatelem v oblasti vzdělávání. Cílem uvedeného konceptu je vzbudit mezi mládeží zájem o techniku a přírodní vědy. V současnosti jsou dostupné tři stavebnice: bionický sloní chobot s adaptivním chapadlem s efektem rybích ploutví (tzv. Fin Ray Effect), bionická ryba a bionická chameleoní chapadla. Každá souprava je vybavena malými servomotory, elektronikou, plastovými díly a materiály, které mohou studenti různě kombinovat, vytvářet z nich vlastní bionické roboty inspirované přírodou a následně je ovládat prostřednictvím PC nebo smartphonu.

Bionická ryba ze stavebnice Festo-Didactic

Bionický spolupracující robot

Digitalizace pneumatiky ve spojení s bionickou konstrukcí přináší nové možnosti i v oblasti robotiky. Důkazem je BionicCobot, první lehký pneumatický robot vyvinutý společností Festo, který je výsledkem aktuálního výzkumu oddělení Bionic Learning Network. Robot má nejen podobu lidské paže, ale i její kinematiku. Konstrukce zahrnuje rameno, horní paži, loket, loketní a vřetenní kost, zápěstí a chápavou ruku. K ovládání pohybů využívá Festo Motion Terminal, jenž v sobě kombinuje velmi přesnou mechaniku s komplexní řídicí a měřicí technologií. Prostřednictvím řídicí aplikace a piezoventilů je přesně řízen průtok i tlak dokonce v několika kanálech najednou, což umožňuje jak výkonné a rychlé, tak měkké i citlivé pohyby. Jelikož stlačeným vzduchem přivedeným do pohonu lze přesně nastavit rychlost, sílu a tuhost, může robot bezprostředně a přitom bezpečně spolupracovat s lidmi. V případě kolize systém povolí a nepředstavuje tak pro člověka žádné riziko.

Programování je intuitivní prostřednictvím tabletu s grafickým zobrazením a spočívá v přesunu symbolů na časovou lištu. Operační systém ROS (Robot Operating System) pak ze zadání vypočítá potřebnou dráhu kinematiky a předá Motion Terminalu výsledné požadavky na polohu pohonů.

Pneumatický kolaborativní robot BionicCobot

První supravodivý elektromotor

Festo v Hannoveru představilo také SupraMotor, což je elektromotor využívající supravodiče ve vinutí statoru. Motor je velmi kompaktní, dlouhý přibližně metr a v průměru dosahuje 23 cm. Disponuje vysokým krouticím momentem – díky bezeztrátovému přenosu elektrické energie v podchlazeném supravodiči může motor využívat velmi vysoké proudy, což umožňuje vytvoření silného magnetického pole. SupraMotor se vyznačuje vysokou přetížitelností a hodí se pro aplikace v nepřetržitém provozu. Jelikož supravodivé vinutí přenáší elektrický proud bez odporu, je riziko přehřátí prakticky nulové. Motor pracuje zvláště efektivně v malých otáčkách s velmi vysokými krouticími momenty – ani při značném zatížení motor nespotřebovává žádnou energii, dokonce ani při maximálním momentu. Celková spotřeba energie je velmi nízká. I když výkon motoru se pohybuje v desítkách kilowattů, potřebuje pouze energii pro chlazení v řádu stovek wattů.

SupraMotor – elektromotor s vinutím ze supravodičů

Supravodivé váhy

Supravodivosti je také možné s výhodou využít pro manipulaci v hermeticky uzavřeném prostoru, například pokud je potřeba vyloučit riziko kontaminace zpracovávané suroviny. Takové aplikace jsou velmi atraktivní zejména pro farmaceutický a medicínský průmysl nebo pro výrobu elektroniky. V minulosti Festo v Hannoveru vystavovalo několik aplikací z této oblasti. Letošní novinkou bylo představení SupraSensoru pro bezkontaktní měření a vážení, které může být využito například v laboratořích při biologických nebo chemických analýzách ve sterilním prostředí. Tento koncept umožňuje měření různých fyzikálních veličin jako hmotnosti, hustoty, viskozity nebo teploty. SupraSensor pracuje na principu nadnášení, kdy se zjišťuje vztlak tělesa s magnetem. Velikost tohoto vztlaku závisí na hustotě měřeného tělesa a je bezkontaktně indikována váhami prostřednictvím bezkontaktního spojení se supravodičem (jedná se o analogii s tělesem ponořeným do kapaliny, které je nadnášeno silou závisející na hustotě kapaliny i tělesa).

Bezkontaktní supravodivé váhy
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 180607
Datum: 06. 06. 2018
Rubrika: Servis / Reportáž
Autor:
Firmy
Související články
Ifa naznačuje vývoj

Tak se experti zase jednou mýlili. V době online připojení se zdálo, že je veletrhům odzvoněno, že širokou veřejnost už nebudou zajímat. Internationale Funkausstellung (IFA) v Berlíně dokazuje opak. Zájem byl veliký a IFA s tradičním názvem starým více než 90 let naznačila sílící trendy.

Festival Česká inovace 2014 je již minulostí

Pátek, nikoliv 13., ale 14. března 2013 patřil inovacím. Jak jsme vás průběžně na facebookových stránkách MM Průmyslového spektra aktuálně informovali přímo z dění z pražské Národní technické knihovny, konal se zde Festival Česká inovace. Cílem soutěže i festivalu samotného je pomoci zajímavým nápadům uplatnit se na trhu, vzájemně jejich autory propojit a spoluvytvářet tak inovativní prostředí v Česku. Organizátorem festivalu je Česká inovace a společnost Blue Events.

Zlatá medaile MSV

Současná podoba udělování Zlatých medailí na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně, o něž se v soutěži ucházejí přihlášení vystavovatelé se svými exponáty, odráží snahu nalézt taková objetivizující pravidla, která odpovídají hlavnímu záměru soutěže – tedy oceňovat inovativní produkty. Tím se rozumí výrobky, technologie nebo služby, které jsou mimořádně významné svým progresivním řešením, technickými parametry a technologickými možnostmi a ocenění si zaslouží, poněvadž snesou srovnání se špičkovými řešeními přinejmenším na evropské úrovni, ještě lépe na úrovni světové.

Související články
Design jako značka českého průmyslu

Vydavatelství MM publishing je hrdým partnerem designéra Martina Tvarůžka a blahopřeje mu k dalšímu úspěchu v prestižní soutěži Red Dot Award.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Letem technickým světem V

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat jen svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměřeni a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

Diskutovaný Průmysl 4.0

Fenomén Průmysl 4.0, nastínění možných směrů vývoje a příprava společnosti na změny způsobené novými technologiemi – to jsou diskutovaná témata konferencí a seminářů současnosti. Podpora výzkumu a vývoje se musí soustřeďovat na technologicky významné oblasti vycházející z potřeb české průmyslové praxe. Odborníci zdůrazňují potřebu vzdělávání a zvyšování kvalifikace zaměstnanců.

Fanfáry pro inovátory

Soutěž o Zlaté medaile brněnského Mezinárodního strojírenského veletrhu se datuje již k roku 1964. Za tu dobu byly oceněny stovky vystavovaných exponátů, některé z nich jako světové unikáty. Za ta léta jsme se ale však setkali i s balastem, který technické veřejnosti předstíral, jaké výborné věci vznikají v hlavách československých socialistických konstruktérů. Soutěž v porevoluční době postupně ztrácela na třpytu, exponenciálně rostly počty udíělených medailí a naopak klesal respekt technické veřejnosti k soutěži.

Inovace. Co to vlastně je?

Vděčné sexy téma, o kterém rádi všichni mluví, ale nikdo pořádně neví, jak je skutečně realizovat. Celá řada hvězdiček, jimž se podařilo inovovat sebevětší pitominu a s ní nějak uspět na našem malém hladovém lokálním trhu se cítí být vyvoleni rozdávat moudra. Zasvěcený člověk se pak nestačí divit.

Lipsko letos jenom digitálně

Tradiční dvojice veletrhů pro oblast strojírenství a subdodavatelského průmyslu Intec a Z v Lipsku se letos uskuteční v termínu 2.–3. března 2021 výhradně digitálně pod názvem „Intec/Z connect“. Společnost Leipziger Messe, pořadatel veletrhu, se takto rozhodla, neboť současný vývoj koronavirové pandemie a s tím spojená omezení neumožňují takto velkou akci smysluplně realizovat klasickou ani hybridní formou

Štěstí přeje připraveným!

Cesta antivirového řešení Avast od prvních nápadů ve Výzkumném ústavu matematických strojů k firmě o 1 700 zaměstnancích Avast Software obývající několik pater nové budovy na Pankráci, byla dlouhá a někdy trnitá. Zakladateli a tvůrci myšlenky na vytvoření vlastního antivirového programu, ze kterého se postupem doby stal ochranný systém bránící napadením, jsou Pavel Baudiš a Eduard Kučera.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Největší událost ve světě technických textilií

V polovině letošního května se opět po dvou letech souběžně konaly dva
textilní veletrhy: Texprocess – mezinárodní veletrh strojů a zařízení pro textilní
průmysl a Techtextil – mezinárodní veletrh technických a netkaných textilií.
Po čtyři dny se veletržní a výstavní centrum ve Frankfurtu nad Mohanem stalo
jednou z předních mezinárodních platforem pro uživatele technických textilií
z nejrůznějších odvětví, ale také pro výrobce oděvů, módního oblečení,
čalouněného nábytku a kožených výrobků.

I ti nejlepší stále zlepšují

Každoročně ještě před začátkem vánočních svátků pohody a rodinných setkání se koná ještě jedno příjemné setkání v prostorách showroomu pražské společnosti Trumpf, která v prosinci pravidelně pořádá Dny otevřených dveří. I tentokrát byly dveře otevřené technické veřejnosti, zákazníkům a zájemcům o technologie zpracovávající plechy a profily po tři dny. Součástí programu byl také přednáškový blok, kde byly mj. představeny novinky Trumpf z loňského veletrhu Euroblech 2018 konaném v Hannoveru.

Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit