SmartBird vliegt (video)

Op basis van onderzoek naar de natuurlijke vlucht van een zilvermeeuw zijn medewerkers van Festo erin geslaagd een autonoom vliegende vogel te ontwikkelen, de SmartBird. Zonder externe aandrijving bewegen de vleugels van de SmartBird zich geheel natuurlijk waardoor hij, net als een echte vogel, kan zweven en zich kan voortbewegen.

Aan de basis staat een actieve gewrichtstorsie-aandrijving gecombineerd met een complexe regeling. Het resultaat kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe aandrijf- en handlingtechnologieën, het realiseren van een betere energie-efficiëntie ten behoeve van bijvoorbeeld automatiseringsdoeleinden en lichtgewicht constructies.

Oplossing uit de natuur 

De SmartBird is ontwikkeld in het kader van het ‘Bionic Learning Network'. Dit team onderzoekt op welke wijze de natuur oplossingen heeft gevonden voor complexe zaken als vliegen, het oppakken van een nootje met een olifantenslurf en het zwemmen onder water. Dit heeft inmiddels geleid tot de ontwikkeling van onder meer de Bionische Handling Assistent, de Robotino XT en de Bionische Tripod 3.0. En nu dus ook de SmartBird.

Het biomechatronisch eindresultaat - de SmartBird - is opgebouwd uit een energie- en hulpbronefficiënte structuur met een totaalgewicht van 450 gram. Deze structuur is voorzien van geïntegreerde functionaliteiten (met een actieve gewrichtstorsie-aandrijving) waardoor de vogel zowel kan opstijgen, vliegen als landen uitsluitend op basis van de vleugelslagen. De functionaliteiten zijn opgenomen in de vleugels en de vluchtbesturing in romp en staart. Daarnaast zijn er strenge eisen gesteld aan de aërodynamische eigenschappen van de constructie en de vermogensdichtheid van de aandrijving.

Elektonica voor besturing

De ‘onboard' elektronica verzorgt de nauwkeurige aansturing van de vleugels. Daarbij kunnen de besturingsparameters realtime worden ingesteld en geoptimaliseerd. De besturing van de bewegingsvolgorde van de vleugelslagen en de verdraaiing van de vleugels volgt in cycli van milliseconden waardoor een optimale luchtstroom langs de vleugels ontstaat.

Het eindresultaat heeft een vleugelspanwijdte van 2 meter en een vermogen van slechts 23 W nodig. Bij metingen is dan ook een elektromechanisch rendement tot 45% en een aërodynamisch rendement tot 80% vastgesteld.

Het model van de SmartBird laat zien dat het mogelijk is lift- en stuwkrachten te realiseren zonder gebruik te maken van roterende delen. Een belangrijk gegeven in het kader van bijvoorbeeld een veilige interactie tussen mens en machine in industriële applicaties. Mogelijke toepassingsgebieden variëren van actuatoren in de procesautomatisering tot energie-opwekking en hefvleugelgeneratoren.

 

bron: Festo