11/01/2023
Door Ad Spjkers
Een nieuwe grijper overwint de beperkingen van eerdere grijpers met behulp van zachte actuatoren en passieve meegevende mechanismen.
Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) hebben een nieuwe herconfigureerbare robotgrijper (Reconfigurable Workspace Soft, RWS) ontwikkeld die een breed scala aan consumentenartikelen kan opscheppen, oppakken en vastpakken. De uitgebreide en aanpasbare mogelijkheden van de RWS-grijper maken hem nuttig in de logistiek en de voedingsmiddelenindustrie. Deze sectoren zijn afhankelijk van robotautomatisering om te voldoen aan de strengere eisen voor het efficiënt verzamelen en verpakken van artikelen.
Grijpers
De RWS grijper kan op betrouwbare wijze rijst of couscous scheppen met een straal van slechts 1,5 mm, of voorwerpen van slechts 300 µm, zoals visitekaartjes of dunne handleidingen van vlakke oppervlakken oppakken. Hij kan ook grote convexe, niet-convexe en vervormbare voorwerpen oppakken, zoals meloenen, dozen met ontbijtgranen of navulzakken voor wasmiddel, die tot 1,4 kg kunnen wegen.
Vergeleken met traditionele stijve grijpers gebruiken de zachte grijpers meegevende zachte actuatoren en functionele hyperelastische materialen, waardoor ze een breed scala aan geometrieën veilig en betrouwbaar kunnen grijpen. Bovendien maken de hoge mate van vrijheid en flexibiliteit van de zachte grijpers verschillende grijpmodi mogelijk, ondanks lage activering en vereenvoudigde controlestrategieën.
Hoewel ze voordelig zijn ten opzichte van hun stijve tegenhangers, zijn zachte grijpermogelijkheden, zoals contactinspanning, meestal een gevolg van de werkruimte van de grijper. De werkruimte is gedefinieerd als het bereik van posities die een robot kan bereiken om te communiceren met zijn fysieke omgeving. Dit wordt weer grotendeels beperkt door het ontwerp van de grijper. Bovendien zijn zachte grijpers die zijn ontworpen voor zeer specifieke grijptaken, zoals het scheppen van granen of brede ladingen, meestal beperkt in het grijpen van andere soorten ladingen of in hun veelzijdigheid bij het manipuleren.
Herconfiguratie
Om deze beperkingen te overwinnen, ontwierp het onderzoeksteam aan SUTD de RWS-grijper met behulp van multimodale bediening, waarbij de grijpwerkruimte van een zachte grijper snel kan worden gewijzigd voor ladingen met verschillende contactoppervlakvereisten. De grijper kan het grijpwerkruimtevolume met 397% wijzigen en vergroten door een combinatie van van vorm veranderende vingers, intrekbare nagels en een uitbreidbare handpalm. Volgens de onderzoekers wordt hiermee het tot nu toe grootste scala aan grijpmogelijkheden door één enkele zachte grijper mogelijk.
De mogelijkheid van de RWS-grijper om zijn grijpwerkruimte snel opnieuw te configureren, maakt hem geschikt voor uitdagende toepassingen waarvoor anders meerdere taakspecifieke grijpers nodig zouden zijn. Het onderzoeksteam onderneemt stappen om de RWS-grijpers te commercialiseren in verschillende high-mix automatiseringstoepassingen. Ze zijn in gesprek met verschillende logistieke bedrijven, zowel in de food- als in de verpakkingssector, om proof of value onderzoeken op te zetten. Het team wil impact op de markt creëren en nieuwe oplossingen bieden voor industriële partners.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: screenshot video SUTD