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31.01.2011

Sanfte Greifer

Mit pneumatischen elastomeren Greifern können empfindliche Objekte wie beispielsweise ein rohes Ei gefahrlos bewegt werden (© Universität Harvard )

Mit pneumatischen elastomeren Greifern können empfindliche Objekte wie beispielsweise ein rohes Ei gefahrlos bewegt werden (© Universität Harvard )

Eine Forschungsgruppe an der Universität Harvard (Boston/USA) hat Robotergreifer aus Elastomeren entwickelt, die mit pneumatischen Netzwerken ausgestattet sind. Durch diesen Aufbau ist es möglich, druckempfindliche Objekte sanft und ohne Beschädigung zu umschließen.

Um die pneumatischen Netzwerke in die Greifer einzubringen, stellte das Team zunächst Formen aus ABS mit einem 3D-Drucker her. Diese wurden mit einem handelsüblichen Silikon-Elastomer ausgegossen, so dass Schichten mit offenen Kanälen entstanden. Anschließend verschlossen die Forscher die Kanäle, indem sie Membranen auf das Elastomer aufklebten.

Um eine Stellbewegung auszulösen, werden die Kanäle mit Druckluft beaufschlagt. Dabei dehnen sich die Kanäle in die Richtungen des Bauteils aus, die am nachgiebigsten sind. In homogenen Elastomeren erfolgt die Ausdehnung also an den Stellen mit den dünnsten Wänden, bei verschiedenen Materialien sind es die Bereiche, die aus dem weicheren Material bestehen. Durch das Aufblasen der Kammern krümmt sich das ganze Bauteil.

Im Vergleich zu den üblichen harten Greifelementen aus Metall haben diese elastomeren Greifer zahlreiche Vorteile. Die weiche Oberfläche der Greifer macht es möglich, die Kräfte gleichmäßig über die gesamte Kontaktfläche zu verteilen. Die mechanische Belastung der zu bewegenden Objekte ist sehr gering. Die Greifer eignen sich daher insbesondere für Objekte mit unregelmäßigen und druckempfindlichen Oberflächen. Darüber hinaus sind die Greifer einfach herzustellen. Die pneumatische Stellbewegung erfordert keine aufwändige Steuerung über Sensoren. In den Versuchen ließen sich Objekte mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Masse von bis zu 300 g greifen. Diese Werte können mit modifizierten Oberflächen und Elastomeren mit hoher Festigkeit weiter erhöht werden.

Potentielle Einsatzgebiete für die Technik sehen die Forscher beispielsweise in der Chirurgie, in der unbemannten Raumfahrt oder in der ferngesteuerten Entschärfung von Sprengsätzen. In Versuchsreihen mit einem seesternförmigen Greifer konnten so empfindliche Objekte wie ein rohes Ei oder eine narkotisierte lebende Maus gefahrlos bewegt werden.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering
Harvard University
3 Blackfan Circle
USA Boston, MA 02115
Tel: +1 617 495 9857


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