Ein Großteil der Effizienz eines Roboters liegt in seinen Zahnrädern. Für spezielle Anforderungen wie das Sammeln von Bodenproben auf einem anderen Planeten können Zahnräder den Erfolg eines Roboters beeinflussen oder beeinträchtigen.
Das Jet Propulsion Laboratory der NASA berichtete kürzlich, dass es an einer neuen Art von Glas arbeitet, um seinen Robotern zu helfen. Insbesondere würde das neue Glas Rover bei der Erkundung von Eisplaneten unterstützen. Bulk-Metallglas BMG könnte dazu beitragen, Energie, Zeit und Geld der NASA zu sparenwarme Schmiermittel für diese Rover.
"In der Lage sein, Zahnräder bei der niedrigen Temperatur von eisigen Monden zu betreiben, wie Europa ist ein potenzieller Game Changer für Wissenschaftler " sagte NASA-Programmmanager R. Peter Dillon .
BMGs sind keine neue Entdeckung. Sie wurden ursprünglich in den 1960er Jahren bei Caltech entwickelt. Metallische Gläser wurden sowohl für ihre Festigkeit als auch für ihre Elastizität in allen Bereichen eingesetzt, von Golfschlägern bis hin zu Mobiltelefonen. Wissenschaftler haben jedoch Schwierigkeiten, sie in Roboter und Rover einzubauen.
"Obwohl BMGs schon lange erforscht sind, hat es sich als schwierig erwiesen, zu verstehen, wie sie entworfen und in strukturelle Hardware implementiert werden können." sagte der NASA-Technologe Douglas Hofmann .
"Unser Team von Forschern und Ingenieuren bei JPL hat in Zusammenarbeit mit Gruppen bei Caltech und UC San Diego BMGs endlich den erforderlichen Tests unterzogen, um ihre potenziellen Vorteile für NASA-Raumfahrzeuge zu demonstrieren. Diese Materialien können uns möglicherweise Lösungen für anbietenMobilität in rauen Umgebungen wie auf Jupiters Mond Europa. "
BMGs haben mit ihren niedrigen Schmelztemperaturen die Aufmerksamkeit des Weltraumprogramms auf sich gezogen. Sie werden mit Spritzgusstechnologie gegossen, genau wie moderne Kunststoffhersteller bei der Massenproduktion. BMGs haben eine hohe Kältebeständigkeit. Sie bekommen keinespröde wie Kunststoffe oder andere dünnere Metalle. Diese Qualität ermöglicht es BMG-Zahnrädern, unter den kältesten Umständen zu arbeiten.
Insbesondere plant die NASA die Verwendung der BMGs in Dehnungswellengetrieben. Diese Zahnräder sind in fast allen teuren Robotern zu finden und enthalten einen flexiblen Metallring. BMG-Versionen dieser Zahnräder würden eine bessere Leistung als aktuelle Alternativen erzielen, wenn sie hergestellt werdenein Bruchteil der Kosten.
Die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass die Zahnräder ein starkes Drehmoment und ein einfaches Drehen bieten. Sie benötigten kein Schmiermittel, auch nicht bei -200 Grad Celsius.
BGMs haben eine nichtkristalline Mikrostruktur. Wenn sie nach dem Schmelzen schnell abgekühlt werden 1.000 Grad Celsius pro Sekunde, bleibt ihre "verflüssigte" Atomstruktur erhalten. Durch diese schnelle Abkühlung kann sie wie Glas mit Wärme geformt und geblasen werden.
[Mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia ]
Die Entwicklung der NASA dient insgesamt als Lackmustest für BMGs in der Robotik. Sollte die NASA BMGs erfolgreich auf ihre Rover anwenden, könnten BMGs zum Standard für die Robotik werden. Die Massenproduktion von Metallglasteilen könnte die Robotikindustrie revolutionieren und kostengünstig und dennoch langwierig werden-dauernde Teile für wichtige Roboter.
"Dies gilt insbesondere für humanoide Roboter, bei denen Zahnräder in den Gelenken sehr teuer sein können, aber erforderlich sind, um ein Schütteln der Arme zu verhindern." Hoffman sagte . "Die Leistung bei niedrigen Temperaturen für JPL-Raumfahrzeuge und Rover scheint ein erfreulicher Zusatznutzen zu sein."
Die Artikel wurden in zwei Artikeln veröffentlicht. Sie finden sie in Advanced Engineering Materials und Wissenschaftliche Berichte . Weitere Informationen und Entwicklungen finden Sie unter NASA Jet Propulsion Labs Website.
Via NASA