iMSL – Intelligent Material Systems Lab – Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme an der Universität des Saarlandes

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Fledermaus Roboter

Bio-inspiriertes intelligentes Mikro-Luftfahrzeug

BatMav

Die meisten Luftfahrzeuge basieren auf dem Betrieb klassischer Robotik Aktoren, wie z. B. Servomotoren, wodurch die Struktur des Fahrzeugs gezwungen ist, sich an diese anzupassen. Darüber hinaus benötigt ein Servomotor Antrieb ein komplexes Getriebesystem zur Übertragung und Änderung der Bewegung, was ebenfalls Platz benötigt und das Gewicht der Struktur erhöht. Diese Forschungsarbeit zielt darauf ab, ein Fahrzeug zu entwickeln, das seine Form nicht beeinträchtigt, um herkömmliche Aktuatoren zu implementieren, sondern intelligente Materialien als Aktuatoren verwendet, um eine größtmögliche Ähnlichkeit mit dem von der Natur vorgegebenen Biomodell zu erreichen. Das ingenieurtechnisch beste Modell aus der Natur stammt von den Fledermäusen, für deren Flugsteuerung bei niedrigen Flügelschlagfrequenzen.

Ziel

Erstellung eines fledermausförmigen Prototyps, der ein unkonventionelles Antriebssystem darstellt. Durch die Verwendung von SMA- und DE-Materialien, kann das von der Natur vorgesehenen Muskelsystem so ähnlich wie möglich nachempfunden werden. 

Ergebnis

  • Fledermausförmiges Design in Mikrogröße 
  • Unkonventionelle nachgiebige Gelenke  
  • Unkonventioneller Kunstmuskel mit SMA-Draht   
  • Kann mit den Flügeln schlagen

Ausblick

Der Prototyp wird dank der innovativen nachgiebigen Gelenke vollständig im 3D-Druckverfahren hergestellt, ohne dass Lager- oder andere Metallteile verwendet werden müssen. Dies ermöglicht ein schnelles und kostengünstige Prototypisierung. Außerdem kann der Roboter mit einer Hand gefaltet werden, ohne zu brechen. Das SMA verhält sich sehr ähnlich wie die Muskeln in der Natur. In Zukunft sollen ein größerer Freiheitsgrad implementiert werden, wobei auch intelligente DE-Membranen für die Flügel verwendet werden.  

Anwendungsbereiche

  • Aereodynamik 
  • Modellierung 
  • Überwachungsrobotik 

Entwickelt von

Prof. Dr.-Ing. Stefan Seelecke 
Neuer Entwurf: Domenico Bevilacqua