Ornithopter: flygande robotar med historiskt ursprung

Ornitopterns historia sträcker sig långt tillbaka i tiden. För över 500 år sedan började Leonardo da Vinci forska om fåglars flygbeteende och ritade den första bevarade skissen av en ornitopter. Sedan dess har många pionjärer som Gustave Trouvé, Alphonse Pénaud, Hureau de Villeneuve, Victor Tatin och Otto Lilienthal drivit utvecklingen av dessa fascinerande flygmaskiner framåt.

Idag har vi modern teknik till vårt förfogande för att förverkliga drömmen om att flyga. Ett enastående exempel på detta är den flygande örnen V3, en innovativ ornitopter som designats och byggts av den hängivne utvecklaren Thomas Sand. Den här flygande roboten är så realistisk att den nästan inte går att skilja från en riktig örn på avstånd. Med ett vingspann på 190 cm och en vingslagsfrekvens på cirka 2 till 3 Hz uppnår den en flygtid på upp till 26 minuter - en prestanda som ingen konkurrent kan matcha. Förutom modellflyg används ornitoptern också på flygfält för att skrämma bort naturliga fåglar och förhindra fågelkollisioner. Här spelar igubal-stånglagren från igus en avgörande roll genom att säkerställa mekanikens tillförlitlighet och hållbarhet.

Vad behövdes? Lätta och robusta stångändar som på ett tillförlitligt sätt kan överföra de höga drag- och tryckkrafter som genereras av flaxande vingar.
Krav som ställdes: Hög lastkapacitet, låg vikt, underhållsfri, smutstålig, fri rörlighet för det sfäriska locket, kompakt design, lång livslängd
Bransch: Modelltillverkning
Framgång för kunden: igubal länkhuvuden KBRM-03-MH
Dessa glidlager uppfyller alla krav och bidrar väsentligt till effektiviteten och tillförlitligheten hos ornitoptrar. De består av ett robust plasthus och ett sfäriskt plastlock med en integrerad metallhylsa, som ger ett högre åtdragningsmoment och kan överföra höga drag- och tryckkrafter utan att det sfäriska lockets fria rörelse hindras. Stångändarna har låg friktionsrörelse och kräver ingen extra smörjning, vilket gör dem särskilt motståndskraftiga mot smuts och damm. Många av de designade flygande robotarna har redan flugit hundratals timmar utan att behöva byta ut en länkarm.

Den flygande roboten är modellerad efter en örn.

Upplev den extraordinära flygprestandan hos den flygande örnen V3

Här är länken till YouTube-videon.

Problem

Utvecklingen av en realistisk och kraftfull ornitopter ställer höga krav på de material och komponenter som används. Ett centralt problem är vingarnas lager som måste klara höga drag-, tryck- och vridkrafter. Vid landning på sand eller gräs får inga främmande föremål kunna tränga in i lagren. Tidigare lösningar av vanligt förekommande plast eller aluminium misslyckades under dessa förhållanden: De klarade inte av dragkrafterna eller var känsliga för smuts, vilket ledde till snabbt slitage och försämrad prestanda. Endast stångändarna av stål uppfyllde nästan alla kriterier, men de var 5 gånger tyngre än stångändarna av igubal och 4 gånger dyrare.

Lösning

Efter omfattande tester och våra råd bestämde sig utvecklaren för att använda våra igubal KBRM-03-MH länkhuvuden**.** Dessa länkhuvuden är tillverkade av en speciell polymer som tål höga drag- och tryckkrafter och som dessutom är mycket lätt. En metallhylsa i det sfäriska plastlocket säkerställer ett högre åtdragningsmoment. De kräver ingen extra smörjning och är därför okänsliga för smuts och damm, vilket är en särskild fördel vid landning på ojämna ytor. Länkhuvudena är kompakta, robusta och gör att kulan kan röra sig fritt i huset tack vare metallhylsan. Tack vare sin långa livslängd och höga effektivitet bidrar de på ett avgörande sätt till ornitoptrarnas prestanda. Den flygande örnen V3 uppnår därmed en anmärkningsvärd flygtid på 26 minuter med en minimal energiförbrukning på bara 40 watt för en fågel som väger 0,8 kg.

Använd produkt

igubal stångände

Versionen med integrerad metallhylsa ger ett maximalt åtdragningsmoment på 4 Nm genom det sfäriska locket.

KBRM-03-MH

igubal multi-fold låda

Upptäck 18 sfäriska glidlager från alla produktserier i en och samma låda.

Mer om igubal sfäriska glidlager

Beställ gratisprov nu

Samarbete med igus

Under de senaste åren har det funnits ett antal tekniska frågor om stångänden som har besvarats på ett kompetent och lösningsorienterat sätt av teknikerna på igus. Detta stöd har varit ett viktigt bidrag till att klara av de tekniska utmaningarna i utvecklingen av ornitoptrarna. De igubalska glidlagren visade sig vara den perfekta lösningen för de specifika kraven i projektet och fortsätter att användas framgångsrikt i de flygande robotarna.

Närbild av ornitopterns stång- och vingmekanism. De robusta igus KBRM-03-MH stångändslagren säkerställer rörelse med låg friktion och hög stabilitet.

Detaljerad vy av ornitopterns drivmekanism. Den tvåstegade kuggväxeln med ett reduktionsförhållande på 100:1 omvandlar effektivt motorns rörelse till vingarnas slag.

Den realistiska designen hjälper till att lura och framgångsrikt skrämma bort naturliga fåglar på flygfält.

Applikationsexempel inlämnat av Thomas Sand för tävlingen manus® 2021