Ornithopter: flyvende robotter med historisk oprindelse

Ornitopterens historie går langt tilbage. For over 500 år siden begyndte_Leonardo da Vinci_ at forske i fuglenes flyveadfærd og tegnede den første bevarede skitse af en ornitopter. Siden da har talrige pionerer som Gustave Trouvé, Alphonse Pénaud, Hureau de Villeneuve, Victor Tatin og Otto Lilienthal drevet udviklingen af disse fascinerende flyvemaskiner fremad.

I dag har vi moderne teknologi til rådighed til at realisere drømmen om at flyve. Et fremragende eksempel på dette er den flyvende ørn V3, en innovativ ornithopter, der er designet og bygget af den dedikerede udvikler Thomas Sand. Denne flyvende robot er så realistisk, at den næsten ikke kan skelnes fra en rigtig ørn på afstand. Med et vingefang på 190 cm og en vingeslagsfrekvens på omkring 2 til 3 Hz opnår den en flyvetid på op til 26 minutter - en præstation, som ingen konkurrenter kan matche. Ud over modelbyggeri bruges ornitopteren også på flyvepladser til at skræmme naturlige fugle væk og forhindre fuglekollisioner. Her spiller igubal ®-stangenden fra igus® en afgørende rolle ved at sikre mekanikkens pålidelighed og holdbarhed.

Hvad der var brug for: Lette og robuste stangender, der er i stand til pålideligt at overføre de høje træk- og trykkræfter, der genereres af flaksende vinger.
Krav: Høj belastningskapacitet, lav vægt, vedligeholdelsesfri, smudsafvisende, fri bevægelse af den sfæriske kugle, kompakt type, lang levetid.
Branche: Industri: Modelbygning
Succes for kunden: igubal ® stangende KBRM-03-MH
Disse stangender opfylder alle krav og bidrager væsentligt til effektiviteten og pålideligheden af ornitoptere. De består af et robust plasthus og en sfærisk plastkugle med en integreret metalbøsning, som giver et højere tilspændingsmoment og kan overføre høje træk- og trykkræfter uden at hæmme den sfæriske kugles frie bevægelse. Stangenderne giver bevægelse med lav friktion og kræver ingen yderligere smøring, hvilket gør dem særligt modstandsdygtige over for snavs og støv. Mange af de designede flyvende robotter har allerede fløjet i hundredvis af timer uden at skulle udskifte en stangende.

Den flyvende robot er modelleret efter en ørn.

Oplev de ekstraordinære flyveegenskaber fra den flyvende ørn V3

Her er linket til YouTube-videoen.

Problem

Udviklingen af en realistisk og kraftfuld ornithopter stiller store krav til de anvendte materialer og komponenter. Et centralt problem er vingernes leje, som skal kunne modstå høje træk-, tryk- og vridningskræfter. Ved landing på sand eller græs må der ikke kunne trænge fremmedlegemer ind i lejet. Tidligere løsninger lavet af kommercielt tilgængeligt plastik eller aluminium fejlede under disse forhold: De kunne ikke modstå trækkræfterne eller var modtagelige for snavs, hvilket førte til hurtig slitage og tab af ydeevne. Kun stangenderne af stål opfyldte næsten alle kriterierne, men var 5 gange tungere end igubal®-stangenden og 4 gange dyrere.

Løsning

Efter omfattende tests og vores rådgivning besluttede udvikleren sig for vores igubal® KBRM-03-MH stangende. Stangenderne er fremstillet af en særlig polymer, der kan modstå høje træk- og trykkræfter, og som samtidig er meget let. En metalbøsning i plastkalotten sikrer et højere tilspændingsmoment. De kræver ingen ekstra smøring og er derfor ufølsomme over for snavs og støv, hvilket er en særlig fordel, når man lander på ujævne overflader. Stangenderne er kompakte, robuste og giver kuglen mulighed for at bevæge sig frit i huset takket være metalbøsningen. Takket være deres lange levetid og høje effektivitet yder de et afgørende bidrag til ornitopters ydeevne. Den flyvende ørn V3 opnår således en bemærkelsesværdig flyvetid på 26 minutter med et minimalt energiforbrug på kun 40 watt for en fugl på 0,8 kg.

Anvendt produkt

igubal® stangende

Versionen med integreret metalbøsning giver et maks. Tilspændingsmoment gennem den sfæriske kugle på 4 Nm.

KBRM-03-MH

igubal® Multi-fold box

Oplev 18 sfæriske glidelejer fra alle produktserier i én kasse.

Mere om igubal® Sfæriske glidelejer

Bestil en gratis prøve nu

Samarbejde med igus®

I de senere år har der været en række tekniske spørgsmål om stangenden, som er blevet besvaret af teknikerne hos igus® på en kompetent og løsningsorienteret måde. Denne support har bidraget væsentligt til at overvinde de tekniske udfordringer i udviklingen af ornitopterne. Stangenden fra igubal® viste sig at være den perfekte løsning til de specifikke krav i projektet og bruges fortsat med succes i de flyvende robotter.

Nærbillede af ornitopterens stangende og vingemekanisme. Den robuste igus® KBRM-03-MH-stangende sikrer bevægelse med lav friktion og høj stabilitet.

Detaljeret billede af ornitopterens drivmekanisme. Det to-trins tandhjulsgear med et reduktionsforhold på 100:1 omdanner effektivt motorens bevægelse til vingernes slag.

Det realistiske design hjælper med at narre og skræmme naturlige fugle væk på flyvepladser.

Ansøgningseksempel indsendt af Thomas Sand til manus® 2021-konkurrencen