Témata
Zdroj: Festo

Stroje v pohybu – Létající roboty inspirují intralogistiku

Stroje v pohybu, to je název nového seriálu, ve kterém vám budeme představovat technicky zajímavá řešení především z oblasti dopravní a manipulační techniky. Dnes se budeme věnovat oblasti bionických konstrukcí, konkrétně projektu BionicSwift (bionický rorýs). Tito bioničtí rorýsové mohou díky GPS pro vnitřní prostory a radiokomunikaci prostřednictvím širokopásmové technologie UWB bezpečně a koordinovaně létat v definovaném vzdušném prostoru. Pro provádění těchto vzdušných manévrů tak, aby to co nejvíce odpovídalo živé předloze, mají jejich křídla pera, podobně jako skuteční ptáci.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Pavel Marek

Patří mezi klíčové osobnosti časopisu MM Průmyslové spektrum, kde řadu let zastával pozici odborného redaktora. Je absolventem strojní fakulty ČVUT v Praze. Po ukončení studia pracoval v Poldi SONP Kladno v závodě Doprava, poté jako konstruktér a projektant ve společnosti ČKD Lokomotivka. Pro MM Průmyslové spektrum pracoval od roku 1999 do roku 2021.

Reklama

Společnost Festo Bionic Learning Network již má ve vytváření létajících objektů inspirovaných přírodou dlouhou tradici. Její nový projekt BionicSwift však reprezentuje novou kapitolu vývoje bionických létajících objektů. Podobně jako u přírodního vzoru jsou základem stavby lehké konstrukce. Nižší hmotnost usnadňuje pohyb a snižuje se spotřeba materiálů i energie. Bionický rorýs tak navzdory své délce 44,5 cm a rozpětí křídel 68 cm váží pouhých 42 gramů. Díky tomu je neuvěřitelně hbitý, mrštný a dokáže létat ve smyčkách nebo provádět ostré zatáčky.

Reklama
Reklama
Reklama

Aerodynamické opeření

Aby umělí ptáci mohli co nejvěrněji napodobit let svých přírodních vzorů, mají jejich křídla „peří“. Jedná se o individuální lamely vyrobené z ultralehké, ohebné, avšak velmi pevné pěny, jež se navzájem překrývají a jsou připevněny ke karbonovým brkům. Ty jsou zasazeny do kostry křídla, která odpovídá přírodnímu modelu. Individuální lamely dovolují, aby mezi nimi při zvednutí křídla vzduch protékal. Díky tomu pro zvednutí křídla postačuje menší výkon. Naopak při pohybu křídla dolů se mezery mezi lamelami uzavřou a křídla tak poskytují robotickému ptáku během letu náležitou oporu. To přináší bionickým rorýsům lepší letové vlastnosti než předchozím generacím bionických létajících objektů.

Projekt BionicSwift reprezentuje novou generaci vývoje bionických létajících objektů. (Zdroj Festo)

Integrace funkcí do malého prostoru

Hbitost umělého ptáka není dána pouze jeho lehkou konstrukcí a aerodynamickou kinematikou, ale také použitím integrace funkcí. Tělo ptáka obsahuje kompaktní konstrukci mechanismu pro mávání křídly, komunikační a řídicí technologie a zdvihač ocasu. Bezkartáčový motor, dva servomotory, baterie, převodovka a desky s integrovanými obvody jsou nainstalovány do toho nejmenšího prostoru. Díky inteligentní interakci motorů a mechanických systémů může být precizně koordinována frekvence mávání křídly se zdvihačem ocasu, což umožňuje provádění nejrůznějších manévrů.

Aby umělí ptáci mohli co nejvěrněji napodobit let svých přírodních vzorů, mají jejich křídla „peří“, tedy lehké ohebné lamely. (Zdroj Festo)

GPS koordinace letu

Koordinovaný a bezpečný let robotických ptáků je umožněn díky GPS pro vnitřní prostory a radiokomunikaci prostřednictvím širokopásmové UWB technologie. V prostoru haly, kde se robotičtí ptáci pohybují, je umístěno několik rádiových modulů tvořících pevné kotvy, které se navzájem lokalizují a definují řízený vzdušný prostor. Každý pták je vybaven rádiovým modulem, jenž odesílá signály základnám. Tyto pak mohou lokalizovat přesnou pozici ptáka a příslušná data odesílají do centrálního řídicího počítače, který pracuje jako navigační systém. Tento systém může pro plánování letu využívat předprogramované trajektorie a určovat jednotlivým ptákům konkrétní dráhy letu. Jestliže se některý pták odchýlí od stanoveného směru, například z důvodu neočekávaných změn prostředí (průvan, proud tepla), okamžitě autonomně zkoriguje svou dráhu letu, a to bez jakéhokoliv zásahu člověka, který let řídí. Radiokomunikace umožňuje přesné snímání polohy i v případě, že v prostoru se vyskytují překážky a vizuální kontakt se částečně ztratí. Technologie UWB přitom zajišťuje bezpečnou komunikaci bez rušení.

Koordinovaný a bezpečný let robotických ptáků je umožněn prostřednictvím GPS a radiokomunikace. Data o jejich poloze jsou odesílána do řídícího počítače, který plánuje jejich letové dráhy. (Zdroj Festo)

Inspirace pro intralogistiku

Inteligentní síť létajících objektů a GPS trasování vytváří 3D navigační systém, který by mohl být použit v továrně budoucnosti. Tímto způsobem může být například vylepšena přesná lokalizace toku materiálu a zboží, pracovní postupy, nebo mohou být predikována úzká hrdla. Autonomní létající roboty také mohou být využity pro transport materiálu ve stanovených leteckých koridorech a optimalizovat tak využití prostoru v továrně.

Dojem z hejna letících bionických rorýsů je impozantní…
Související články
S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Dvacet let ve výrobě ocelových konstrukcí

Moravská firma Motor Lučina je předním exportérem ocelových konstrukcí ve střední Evropě. Svůj úspěch majitelé postavili na zkušenostech z krize. „Rok 2010 byl pro nás nejhorší v historii firmy. V době celosvětové krize, kdy jsme bojovali o zachování firmy, jsme zjistili, že nás okrádá náš vlastní generální ředitel. Ztráty byly ohromné. Dnes, po letech, nám to paradoxně několik desítek milionů zase přineslo, jelikož jsme se poučili. Pro firmu není nic horšího, než když se ji dvacet let daří. Dokud nepoznáte dno, tak se od něho nemůžete odrazit,“ říká jeden z majitelů společnosti Motor Lučina Tomáš Polach, který se s redakcí MM Průmyslového spektra podělil o své zkušenosti s podnikáním.

Související články
Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Podpora zavádzania LOTO

Po úspešnej fáze implementácie konceptu TPM (Total Productive Maintenance) sa vedenie spoločnosti DS Smith, závod Martin, rozhodlo doplniť systematický prístup starostlivosti o výrobné zariadenia rovnako dôležitou súčasťou, nasmerovanou na starostlivosť o pracovníkov. Všetky aktivity súvisiace s výkonom údržby, obsluhy, nastavovania a dolaďovania výrobných zariadení sú späté s výkonom ľudskej práce a teda fyzického kontaktu človeka so strojom.

Přesuvna pro ruskou vagonku

Druhou speciální přesuvnu kolejových vozidel při dílenské přejímce předala zástupcům ruské vagonky TikhvinChemMash z města Tichvin v Leningradské oblasti společnost NOPO Engineering Hradec Králové.

Výroba štíhlá jako kabel

Kladno historicky patřilo k jedné z nejvíce průmyslových lokací u nás. Bohužel z areálu bývalé Poldovky a jejího okolí se mnoho fungujícího nezachovalo, o to více je tedy třeba ocenit ty subjekty, které dokázaly ustát přechod na tržní prostředí a na tyto nové podmínky se ve všech směrech adaptovaly. Mezi ně patří firma nkt cables, která pokračuje v tradici bývalé „Kablovky“. A jelikož se zde v rámci přechodu na moderní výrobu a systémy řízení postupně pod konzultační gescí API - Akademie Produktivity a inovací aplikuje štíhlá výroba, přijali jsme možnost firmu navštívit. Hostiteli byli ředitel závodu Ing. Jaroslav Žižka a lean leader Ing. Karel Holub.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Profesor Stanislav Hosnedl 80

V říjnu tohoto roku se prof. Stanislav Hosnedl dožívá významného životního jubilea 80 roků. V roce 1964 dokončil studia v oboru Konstrukce obráběcích strojů na VŠSE FST v Plzni. Roku 1984 získal vědecko-akademický titul CSc., který po revoluci, později v roce 1990, obhájil také na ČSAV Praha. V roce 1992 se habilitoval a konečně v roce 2002 byl jmenován profesorem pro obor Strojní inženýrství.

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

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