| |
Slangerobot
redder liv der andre gir tapt
En slangerobot kan utføre
livbergende operasjoner ved brann, eksplosjoner og i andre fiendtlige
miljø.
 |
STOR STYRKE: SINTEF-forsker Pål Liljebäck forteller
at energien som beveger leddene i slangen,
kommer fra et hydraulisk vanntrykk på 100 bar.
Foto: Rune Petter Ness |
|
Tenk deg en slangelignende robot som kan
bevege seg fram mot et mål som er for farlig til at mennesker
selv kan gå inn. Slangen kan klatre opp trapper, forsere bjelker
og sno seg rundt hjørner. Forestill deg at den har en innebygd
avansert vannkran som ikke bare kan åpne og lukke for vannstrømmen,
men også sende vannet i den ene eller andre retningen.
VENTILER OG HYDRAULISKE MOTORER
Dette nye robotsystemet er nå under utvikling i SINTEF. Patentsøknaden
er levert, og forskerne har bygget en demonstrator for å kunne
bevise at det man så som spesielle forskningsmessige utfordringer,
er overvunnet. Det har så langt kostet en diplomoppgave og
halvannet års jobbing på SINTEF. I tillegg pågår
et doktorgradsarbeid ved NTNU som skal se nærmere på
styringen av roboten.
Slangen har 20 hydrauliske motorer som beveger
leddene i roboten – og like mange ventiler som styrer vannstrømmen
til motoren. Hver modul består av to hydrauliske sylindere
og to ventiler. Utenpå ligger et sterkt stålskjelett
med leddmoduler som har bevegelighet om to akser. Det hele styres
av spesiallaget elektronikk.
– Vi kan sammenligne med grabben på en gravemaskin der
ulike ledd og bevegelser koordineres av en operatør. I vårt
tilfelle er operatøren datamaskinen, sier Pål Liljebäck
ved SINTEF.
– I hvert ledd finnes det vinkelsensorer, og vi kan bestemme
helt nøyaktig hvilken vinkel vi ønsker i leddene.
Med et kamera i hodet på slangen blir det som å kjøre
en radiostyrt bil. Som operatør kan vi si: Beveg deg fra
A til B, og slangen finner selv ut hvordan den skal klare dette.
Den vet hvordan den skal forsere en stabel med materialer, klatre
ned på baksiden og sno seg rundt hindringer for å få
fotfeste. Energien til å bevege leddene med, kommer fra et
hydraulisk vanntrykk på 100 bar. Dette er et stort nok trykk
til å løfte en bil opp fra bakken, noe som igjen forklarer
hvordan slangen i prinsippet kan slå seg gjennom en vegg.
Både det hydrauliske trykket og å benytte rent vann
uten tilsetninger i det hydrauliske systemet, har budt på
utfordringer.
 |
BEVEGELIGE LEDD: Skjelettet rundt slangen
består av leddete enheter som er bevegelige
i forhold til to akser. I hvert ledd
finnes det vinkelsensorer, og forskerne kan
bestemme helt nøyaktig hvilken vinkel som
ønskes i leddene.
Illustrasjon: SINTEF IKT |
|
I FORSKNINGSFRONTEN
En slange har ingen legemsdeler som kan skyve den framover uten
videre, det er de mange koordinerte bevegelsene på tvers av
kroppen som skaper framdrift. Prosjektet gjennomføres i samarbeid
med NTNU-professor Kristin Y. Pettersen, og prosjektleder Øyvind
Stavdahl understreker at aktiviteten plasserer Trondheimsmiljøet
i forskningsfronten når det gjelder denne typen systemer.
Stålskjelettet og motorene er spesiallaget ved lokale verksteder
i Trondheim, og i jobben med ventiler har forskerne måttet
tenke nyttfra bunnen av.
– Plassmangel har vært en stor utfordring. Vi trengte
servoventiler som måtte være små, tåle vann,
kunne utføre myke bevegelser og styre vannstrømmen.
Det nærmeste vi fant på markedet, som oppfylte kriteriene,
var ventiler brukt i Formel1- biler til kr. 100 000 per stk, men
disse tålte ikke vann. Dermed laget vi våre egne tegninger
og bygget prototyper helt fra grunnen sammen med det lokale verkstedet,
forteller Liljebäck.
ANVENDELSE
Slangen har en mengde anvendelsesområder: Brannslukking der
folk ikke kan gå inn på grunn av varme eller fare for
sammenrasing. Undervannsoperasjoner i forbindelse med vedlikehold
på oljeinstallasjoner på havbunnen. Redningsaksjoner
i jordskjelvområder. Eksplosjonsfarlige situasjoner.
– Tunnelbranner er jo eksplosive, og det er svært farlig
for brannmenn å gå inn for å slukke, sier Stavdahl.
– Her kan man se for seg et helt «ormebol» av
slanger som kryper ut fra et lager inne i tunnelen. Og siden slangen
har moduler, kan man koble til ulike funksjoner: Slanger kan for
eksempel sørge for friskluftmasker til folk, ha belysning
eller bære på kamera som gir brannmannskapene utenfor
tunnelen oversikt over situasjonen uten at de går inn. Forskerne
er nå i kontakt med amerikansk næringsliv med tanke
på et salg. Fortsatt vil det kreve forskning før en
kommersiell utgave er på trappene. Men konseptet er klart.
Finansieringen har kommet fra Norsk Hydros fond for SINTEF.
Av Åse Dragland
Kontakt: Pål Liljebäck, SINTEF
IKT
Tlf.: 73 59 44 74, e-post: pal.liljeback@sintef.no
|
|
