Naukowcy z Uniwersyetu Stanforda skonstruowali siłownik wspomagany sprężyną – urządzenie, które może wykonywać dynamiczne zadania przy użyciu ułamka energii wymaganej normalnie przez silniki elektryczne.
Wynalazek współpracujący z silnikiem elektrycznym, wykorzystuje system sprzęgieł i sprężyn do wykonywania złożonych ruchów, zużywając przy tym wielokrotnie mniej energii elektrycznej od typowych rozwiązań z silnikiem elektrycznym.
W konstrukcji siłownika zastosowano zestaw płaskich, gumowych sprężyn, z których każda umieszczona jest pomiędzy parą załączanych naprzemiennie elektroadhezyjnych sprzęgieł, z których jedno przyłącza sprężynę do napędu wału, w celu wsparcia silnika elektrycznego podczas ruchu siłownika, a drugie blokuje rozciągniętą sprężynę, co stanowi formę magazynowania energii. W budowie każdego ze sprzęgieł wykorzystano dwie elektrody – ruchoma przesuwa się razem ze sprężyną, a druga umieszczona jest stacjonarnie na obudowie. Podłączenie dużego napięcia do elektrody w obudowie zwiera obie elektrody i unieruchamia sprężynę. Odłączenie napięcia zwalnia blokadę.
Kombinacje selektywnie pracujących sprężyn pozwalają w wydajny sposób magazynować energię mechaniczną i uwalniać ją podczas pracy siłownika. Prototypowy siłownik składa się z sześciu sprężyn i dwunastu sprzęgieł. Został przebadany z uwzględnieniem gwałtownych przyspieszeń, zmiennych obciążeń i płynnych ruchów. Przeprowadzone pomiary wykazały, że silnik elektryczny, którego pracę wspierał siłownik, zużył dzięki temu od 50 do 97% mniej energii elektrycznej. Obecnie prowadzone prace koncentrują się na usprawnieniu sterownika siłownika w celu wydajniejszego wyznaczania najodpowiedniejszych kombinacji ruchu sprężyn. Opracowywane są biblioteki ruchów, z których będą mogły w przyszłości korzystać układy sterujące operacją siłowników.
news.stanford.edu
