{"id":257629,"date":"2020-11-24T10:00:00","date_gmt":"2020-11-24T09:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=257629"},"modified":"2020-11-24T10:00:00","modified_gmt":"2020-11-24T09:00:00","slug":"onzichtbare-kracht-maakt-robots-sneller-en-nauwkeuriger","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/onzichtbare-kracht-maakt-robots-sneller-en-nauwkeuriger\/","title":{"rendered":"Onzichtbare kracht maakt robots sneller en nauwkeuriger"},"content":{"rendered":"\n

Hoe gaan robots de wereld veranderen? Een veelgestelde en nog onbeantwoorde vraag. We hebben immers geen glazen bol. Wat we wel weten is dat digitalisering en automatisering de wereld de afgelopen decennia enorm hebben veranderd. Op de Technische Universiteit Eindhoven<\/a> (TU\/e) wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van slimme machines in de industrie en het dagelijks leven. Wetenschappers duiken in de technologie en studententeams gaan aan de slag met concrete oplossingen voor maatschappelijke problemen. In deze reeks lees je over de nieuwste robots, hun achtergrond en hun toekomstbeeld. Vandaag de laatste aflevering: elektromagnetische aandrijving.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Een groot, lomp koekblik dat grotendeels bestaat uit tandwielen om te bewegen. Dat is het oude beeld van een robot. Inmiddels zijn we die fase allang voorbij. Wetenschappers ontwikkelen nu heel precieze operatierobots, slimme inpakapparatuur voor fabrieken en autonoom werkende satellieten voor in de ruimte. Robots werken onder bijzondere omstandigheden die voor mensen vaak onmogelijk zijn. Dan komen we er niet met de ouderwetse tandwielen. Voor deze nieuwe robots is de meest vooruitstrevende technologie nodig. Onderzoekers van de faculteit Electrical Engineering<\/a> aan de TU\/Eindhoven bedenken nauwkeuriger en effici\u00ebntere vervangers voor tandwielen: de elektromagnetische aandrijving, een van de meest belangrijke elektromechanische onderdelen van robots.<\/p>\n\n\n\n

Neem een armprothese. Als de gewrichten bestaan uit enorme systemen van aaneengeschakelde tandwielen, dan beweegt de arm niet zoals je zou willen. \u201cDe tandwielen bewegen te zwaar en te traag. Zo belemmeren ze de uiteindelijke bewegingsvrijheid\u201d, zegt Dave Krop<\/a>, assistent professor bij de onderzoeksgroep Electromechanics and Power Electronics<\/a>. \u201cBovendien is er veel onderhoud nodig omdat er door de beweging wrijving ontstaat tussen de tandwielen.\u201d<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Foto: Bob van Ninhuijs<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Onzichtbare kracht<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Daarom kijken de onderzoekers nu naar een aandrijving op basis van elektromagnetische velden. \u201cHet is eigenlijk een onzichtbare kracht\u201d, zegt Krop. \u201cDe onderdelen, bijvoorbeeld de schouderkom en de arm, raken elkaar fysiek niet aan, maar staan wel met elkaar in verbinding via het magnetische veld. Zo kan de arm soepeler, sneller en nauwkeuriger bewegen dan met tandwielen.\u201d De elektromagnetische aandrijving zorgt er ook voor dat de arm in alle mogelijke richtingen kan bewegen. Dat is met tandwielen een stuk lastiger.  <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Foto: Bob van Ninhuijs<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Draadloos bewegen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Ieder bewegend onderdeel van een machine of een robot maakt gebruikt van een bepaalde aandrijving, ook wel actuator genoemd. Maar hoe werkt zo\u2019n elektromagnetische aandrijving dan precies? \u201cZo\u2019n aandrijving is eigenlijk een hele kleine, speciale motor\u201d, zegt Elena Lomonova<\/a>, hoogleraar en hoofd van de onderzoeksgroep Electromechanics and Power Electronics. \u201cEen verbrandingsmotor werkt op brandstof en deze aandrijving werkt op elektromagnetische velden die geactiveerd worden door elektriciteit.\u201d Krop: \u201cWe laten stroom door het apparaat gaan. Die stroom is altijd vergezeld door een magnetisch veld. Dus door de stroom te controleren, ontstaat er interactie tussen de magnetische velden.\u201d Dat zorgt uiteindelijk voor de gewenste beweging. Hiervoor zijn geen kabels nodig. \u201cDat geeft de robot meer bewegingsvrijheid\u201d, stelt Krop.<\/p>\n\n\n\n

Om de gewenste bewegingen te kunnen maken, is er een controlesysteem nodig. \u201cEen magnetisch systeem is van nature onstabiel. We moeten dit met een controlesysteem continu corrigeren zodat het systeem stabiel wordt en in balans blijft\u201d, zegt Krop. Hij vergelijkt het met het balanceren van een bal op het topje van je vinger. In theorie moet dus lukken dat alles perfect in balans is. In de praktijk heb je al snel een kleine verstoring waardoor de bal eraf valt. \u201cHet controlesysteem zorgt ervoor dat alle kleine afwijkingen direct gecorrigeerd worden\u201d, zegt hij. In een actuator wordt de rol van de vinger vervuld door het elektromagnetisch veld.<\/p>\n\n\n\n

Afwijkingen herstellen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Hoe groter de afwijkingen of hoe hoger de snelheid waarmee het systeem uit balans wordt gebracht, hoe lastiger het is om deze te corrigeren. Dit is een heel belangrijk onderdeel van het onderzoek om de elektromagnetische aandrijvingen uiteindelijk in de praktijk te gaan gebruiken. \u201cOm in de echte wereld te worden gebruikt, moet een systeem een grote bandbreedte hebben, het moet dus grote en sneller afwijkingen kunnen herstellen\u201d, vertelt Lomonova. \u201cElektromechanische systemen kunnen in die behoefte aan extra bandbreedte voorzien ten opzichte van een mechanische oplossing.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Precisie bewegingen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Binnen de onderzoeksgroep waar Lomonova en Krop onderdeel van uitmaken wordt gewerkt aan verschillende soorten aandrijvingen. \u201cOveral om je heen zie je dergelijke actuatoren\u201d, zegt Krop. \u201cDie zorgen bijvoorbeeld voor het aansturen van de ruitenwissers in de auto en voor het trillen van je telefoon.\u201d De nieuwe elektromagnetische aandrijvingen kunnen op diverse gebieden het verschil maken in de toekomst. Bijvoorbeeld in medische toepassingen die heel precies moeten werken of in de automotive industrie. Zo draagt deze technologie bij aan de ontwikkeling om elektromotoren die in de wielen van een auto te integreren.<\/p>\n\n\n\n

Volgens de onderzoekers is het nog lastig te zeggen wat de impact van deze nieuwe aandrijvingen gaat zijn op de maatschappij en de economie. \u201cDeze aandrijvingen kunnen gebruikt worden in veel verschillende robots en machines. Betere machines zorgen dan weer voor een efficientere productie. Daarmee kunnen bedrijven geld besparen en kunnen zij effici\u00ebnter met energie omgaan\u201d, legt Krop uit. Maar voor het zover is, is er nog veel onderzoek nodig. \u201cWe lopen nog tegen verschillende praktische problemen aan\u201d, gaat hij verder. \u201cAls we verder gaan elektrificeren dan maken we meer gebruik van batterijen. Maar die zijn op dit moment nog slecht voor het milieu. Daarnaast is er een beperkte hoeveelheid koper beschikbaar, terwijl we daar ook relatief veel van nodig hebben voor deze ontwikkelingen.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Hyperloop<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Volgens Lomonova gaan de onderzoekers de komende tijd meer kijken naar de toepassing van deze veelbelovende technologie in het dagelijks leven. \u201cWe zijn bijvoorbeeld aan het kijken naar de toepassing in de hyperloop treinen\u201d, zegt ze. Het voordeel van dit systeem is dat de onderdelen elkaar niet aanraken. Daardoor is er minder onderhoud nodig en kunnen hoge snelheden worden behaald. De nauwkeurigheid van het systeem komt in deze snelle trein ook goed van pas. Zo draagt een vaak onzichtbaar apparaat bij aan de ontwikkeling van de snelste trein ter wereld.<\/p>\n\n\n\n

Nieuwsgierig geworden naar de andere bijzondere robots van het TU\/e High Tech System Center?\u00a0Lees hier<\/a>\u00a0de eerdere afleveringen.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hoe gaan robots de wereld veranderen? Een veelgestelde en nog onbeantwoorde vraag. We hebben immers geen glazen bol. Wat we wel weten is dat digitalisering en automatisering de wereld de afgelopen decennia enorm hebben veranderd. Op de Technische Universiteit Eindhoven (TU\/e) wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van slimme machines in de industrie en het […]<\/p>\n","protected":false},"author":1640,"featured_media":517925,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[90877],"tags":[94900,107353,19956,91726,2020,1063],"location":[6759],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-257629","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-nl-nl","tag-elektrotechniek-nl","tag-experts-in-robotics-nl","tag-htsc-nl","tag-newsletter-nl","tag-robots-nl","tag-tue-nl","location-nederland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"Onderzoekers van de TU Eindhoven werken aan een vervanger voor tandwielen, de elektromagnetische aandrijving, die robots in verschillende sectoren nauwkeuriger en effici\u00ebnter moet laten werken. ","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Linda Bak","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/linda-bak\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/Electromechanic-Actuation-Wide-scaled-300x187.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Digital<\/a>"],"unlinked":["Digital<\/span>"]},"tags":{"linked":["Elektrotechniek<\/a>","experts in robotics<\/a>","HTSC<\/a>","Newsletter<\/a>","robots<\/a>","TU\/e<\/a>"],"unlinked":["Elektrotechniek<\/span>","experts in robotics<\/span>","HTSC<\/span>","Newsletter<\/span>","robots<\/span>","TU\/e<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 5 years ago","modified":"Updated 5 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on November 24, 2020","modified":"Updated on November 24, 2020"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on November 24, 2020 10:00 am","modified":"Updated on November 24, 2020 10:00 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/257629","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1640"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=257629"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/257629\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/517925"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=257629"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=257629"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=257629"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=257629"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=257629"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=257629"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=257629"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=257629"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=257629"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}