Roboter klettert mit Schwung

Donnerstag, 5. August 2010, 15:09 • Rubrik Technik, Vermischtes.

Amerikanische Ingenieure haben einen Roboter entwickelt, der auf ebenso verblüffende wie elegante Weise an Wänden emporklettert. Das kleine Gerät nutzt den Schwung eines Pendels, um sich mit zwei kleinen Steigeisen abwechselnd in die Wand zu krallen und hochzuziehen.

Foto: Mark Fehlberg, The University of Utah

Das Vorbild für diese effiziente Bewegung lieferten Affen wie etwa Gibbons, die sich behände von Ast zu Ast schwingen und dabei große Geschwindigkeiten erreichen können, erläutert William Provancher von der University of Utah. Der Forscher und seine Arbeitsgruppe tauften ihren Kletterroboter auf den Namen “ROCR”.

Der Rumpf von ROCR besteht aus einer rund 20 Zentimeter breiten Metallplatte, die einen Elektromotor und an ihrem oberen Rand zwei Metallhaken als Krallen trägt. Der Motor treibt ein Pendel an, an dessen Ende die Batterie als Energielieferant und als zusätzliche Schwungmasse sitzt. Am unteren Rand der Rumpfplatte ist zudem ein bogenförmiges Blech befestigt, das beim Klettern für Stabilität sorgt – ähnlich wie der Stützschwanz eines Spechts.

Video: William Provancher, University of Utah

Indem das motorgetriebene Pendel hin und her schwingt, versetzt es auch den Rumpf des Roboters in eine Wiegebewegung. Nähert sich das Pendel etwa seinem linken Umkehrpunkt, dreht sich der Rumpf gegen den Uhrzeigersinn. Das Gewicht des Roboters hängt nun allein an der linken Kralle, während die rechte Kralle durch die Rumpfdrehung etwas nach vorne gebracht wird. Kehrt das Pendel um und dreht sich auch der Rumpf wieder zurück, krallt sie sich ein Stück oberhalb ihrer Ausgangsposition in die Wand.

Unter optimalen Bedingungen kann ROCR pro Sekunde fast 16 Zentimeter an Höhe gewinnen, so die Forscher. Für noch bemerkenswerter halten sie allerdings die Effizienz der pendelnden Kletterbewegung: Gut 20 Prozent der von der Batterie gelieferten Energie setzt der Roboter in Höhengewinn um. Zwar könnte der schwungvolle Kletterer vielleicht einmal für Inspektions- oder Überwachungsaufgaben eingesetzt werden, so Provancher. “Besonders nützlich dürfte er vorerst jedoch als Unterrichtswerkzeug sein – und als ziemlich cooles Spielzeug.”

Forschung: William R. Provancher, Samuel I. Jensen-Segal und Mark A. Fehlberg, Haptics and Embedded Mechatronics Lab, Department of Mechanical Engineering, University of Utah, Salt Lake City

Veröffentlichung IEEE Transactions on Mechatronics (im Erscheinen)

WWW:
Haptics and Embedded Mechatronics Lab, University of Utah
- ROCR
Cool Robots

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