Там, где что-то должно двигаться или вращаться, так называемые подшипники уменьшают трение - как между колесом и осью в автомобиле. Исследователи из Саарбрюккена под руководством профессора Йоахима Рудольфа разработали новый тип магнитного подшипника, который не только работает полностью без трения, но также интеллектуально и независимо оценивает и компенсирует возмущения. С плавающей металлической пластиной, которая жонглирует мячом для настольного тенниса, они продемонстрируют свое ноу-хау с 8 по 12 апреля на Ганноверской ярмарке. На исследовательском стенде Саара инженеры ищут партнеров из компаний и промышленности, для которых они могут разработать индивидуальные решения для магнитных подшипников.
Шариковые подшипники без шариков? Это возможно: магнитные подшипники - это название альтернативы, которая работает совершенно без трения и обслуживания. Этот метод имеет явное преимущество, поскольку обычные подшипники только уменьшают трение и требуют трудоемкого обслуживания. Инженеры из команды профессора Йоахима Рудольфа из Саарского университета работают над интеллектуальными магнитными подшипниками, которые могут заменить все виды подшипников. Эта технология используется даже в прецизионных инструментах: здесь, например, свободный подшипник позволяет сверлить специальные отверстия с точной посадкой - например, в заданной эллиптической форме.
На Ганноверской ярмарке инженеры-контролеры демонстрируют не круглый, а тем более интеллектуальный пример магнитного подшипника: плавающую металлическую пластину, которую они нащупали для шарика. Она кидает мячик для пинг-понга. Небрежное постукивание по летучей мыши также требует от человека определенных навыков. Опытный игрок всегда позволяет мячу лететь на полпути одной и той же высоты, он правильно выбирает время и компенсирует неверные оценки. Ему удается взаимодействие постукивания и легкого движения биты вверх, что снова придает импульс мячу. Развитие чувства мяча - непростая задача даже для людей.
Металлическая пластина с чувством мяча
Металлическая пластина весом около пяти килограммов, которую профессор Рудольф и Лотар Кильц демонстрируют в Ганновере, удерживается в подвешенном состоянии четырьмя электромагнитами, так что она может свободно двигаться. Это делает возможным движение без трения, заменяется механический подшипник. Пластинка проявляет свой особый «талант», когда ее тревожат. Если, например, на нее упадет мячик для настольного тенниса, она, как правило, сильно потеряет равновесие: сейчас она действительно должна падать. Не то, что Saarbrücker Platte. Наоборот: она не только сохраняет равновесие, но и встречает мяч в нужный момент в следующий раз и дает ему правильный толчок, чтобы он продолжал равномерно отскакивать.
То, что контролируется мозгом человека, балансирующего мячик для настольного тенниса, контролируется блоком управления в плавающей металлической пластине. Особое ноу-хау нового процесса заключается в координации. Системе достаточно измерить положение пластины и токи в магнитных катушках, чтобы обнаружить удар шарика. Дополнительные датчики не требуются, что исключает дополнительные источники ошибок. Новые высокопроизводительные алгоритмы за несколько микросекунд рассчитывают, как электромагниты могут поглощать удары. В то же время система использует несколько измеренных сигналов, чтобы сделать вывод о том, что произойдет дальше - она оценивает, когда произойдет следующее воздействие, и рассчитывает, как с ним справиться. Еще до того, как мяч снова коснется земли, он предсказуемо и точно указывает электромагнитам, как реагировать: пластина готова дать ему соответствующий толчок в нужный момент.
То, что на первый взгляд кажется игривым, демонстрирует ощутимые инженерные достижения: инженеры по управлению из Саарбрюккена под руководством Йоахима Рудольфа разрабатывают основанные на моделях алгоритмы для сверхбыстрого точного управления. Они также могут обрабатывать «плохие» сигналы таким образом, чтобы их можно было использовать для системы управления. Ваш контроллер быстро распознает неисправности и ошибки в системе и учитывает их, вычисляя данные об ошибках.