Skalierbarer Rotationsaktor auf Basis von Formgedächtnislegierungsdrähte

Abstract

Rotationsbewegungen und Drehmomente werden heutzutage meist durch Verbrennungsmotoren, Elektromotoren oder hydraulische bzw. pneumatische Maschinen erzeugt. Fordert eine Anwendung hohes Drehmoment auf kleinem Bauraum und gleichzeitig niedriges Gewicht, wird die physikalische Beschreibung der spezifischen Energiedichte, also die Energie pro Raumvolumen, zu einem wichtigen Auswahlkriterium. Vergleicht man alle bekannten Aktormechanismen anhand ihrer Energiedichten weisen Formgedächtnislegierungen den höchsten Wert auf. Daher eignen sich FGL-Drahtaktoren hervorragend für den Aufbau kompakter und leichter Aktoren. In diesem Beitrag wird ein Rotationsaktor mit FGL-Drähten samt Ansteuerelektronik aufgebaut und evaluiert. Der Aufbau des Aktors ist modular und kann so an verschiedenste Anforderungen angepasst und skaliert werden. Die FGL-Drähte werden in einer Protagonist-Antagonist-Konfiguration eingesetzt, sodass eine Rotation in beide Richtungen möglich ist. In zukünftigen Schritten kann eine Positionsregelung mit Hilfe des " self-sensing "-Effekts der Drähte realisiert werden.