Robots vinden springen nog best lastig (video)

Woensdag 21 juni was de Markt in Delft omgetoverd in een arena voor springrobots. In teams van vijf tot acht man hadden de meeste studenten geprobeerd om, voor een budget van 100 euro, iets in elkaar te sleutelen dat sprong, vervolgens bleef staan, en dan weer sprong. De andere keuzemogelijkheid, een robot die één verre sprong maakte, bleek ook geen sinecure.

"Wij hebben het mensenbeen als uitgangspunt genomen," vertelt team 4, "maar we zijn vergeten om een aantal dingen op sterkte te berekenen. Alles waarvan we dachten dat het niet stuk kon, ging meteen al stuk." Het team kwam dan ook maar een paar centimeter over de startstreep. "Maar," concludeert het monter, "we hadden wel goed nagedacht over stabiliteit: we zijn niet omgevallen".

Team 38 kan niet starten, doordat de tandwielen niet goed pakken. "Het is heel moeilijk gebleken om zie precies op elkaar te laten aansluiten. Achteraf hadden we gewoon voor kettingaandrijving moeten kiezen", zegt teamlid Pim van der Velden (staand achter de robot).

Ook team 30, dat een van de meest geavanceerde hopbots van de hele dag heeft gebouwd, struikelt over ingewikkeldheid. De bot heeft maar liefst drie actuatoren en die weigeren samen te lopen. "We zijn er gisteren nog mee naar Festool geweest, maar die kregen hem ook niet aan de praat", verzucht Alex Daman (rechtsonder) mismoedig na de eerste ronde. "Ik weet ook niet hoe het kan. We hopen nu maar op de herkansing…"

Snelste ‘doorhopper’  

De snelste bot van de ‘vrijhoppers’ werd in de eerste ronde groep 13 (78 meter in 5 minuten) met een hopbot die juist supersimpel was gehouden. "We waren eerst helemaal bio-inspired, maar daar zijn we steeds meer vanaf gestapt", vertelt Nick van der Lee (rechts op de foto). "We wilden bladveren maken en een mooi frame, maar uiteindelijk zijn we uitgekomen op een ontwerp met een paar verbindstukken en pvc buizen". "Supereffectief," vult Thomas Boer (links) aan, "want door die PVC-buizen hopt hij na elke sprong nog drie keer door. Onze actuator stuwt hem zo’n 50 centimeter vooruit. Maar met die twee bijsprongen, komt hij op een meter." Olaf Langhorst ontwierp samen met Matthew van der Giessen het aandrijfmechanisme. Simpel, want door met servomotoren een toggle switch om te halen hebben ze een eenvoudige elektrische naar pneumatische koppeling ontworpen. De toggle switch stuurt een signaal naar het 5/2 ventiel (5 in-/uitgangen en 2 standen) waardoor de actuator in of uitgetrokken kan worden. "Als ik het nu opnieuw zou doen, zou ik een elektrisch gestuurd ventiel gebruiken, maar toen we de pneumatische onderdelen moest bestellen wist ik wel hoe ik een servo moest besturen maar was ik niet zeker hoe haalbaar het was om een elektrisch ventiel aan een Arduino te koppelen. Ik heb dus voor de veilige maar omslachtigere optie gekozen."

In de finale won echter team 29, met een van de bijzonderste robots. [Het filmpje is van de eerste ronde] "Hij heeft vliegwielen die hem in de lucht een zwiep geven", vertelt Bas van der Burgh. "Doordat ze in de lucht versnellen, ontstaat een tegengesteld moment waardoor de hopper ongeveer 60 graden in de lucht draait. Hierdoor komt hij op de achterkant van de voet terecht die half rond is, waardoor de hopper op de grond een stuk naar voren kantelt. Daardoor wordt per sprong een grotere afstand afgelegd. Daarna staat de hopper onder een hoek van 30 graden, springt bij weer verder, en wordt de cyclus herhaald." Een hoek van 45 graden was nog beter geweest maar dan zou de benodigde weerstand (wrijvingscoëfficiënt) te groot moeten zijn. De hopper wordt aangestuurd met behulp van een Arduino nano (microcomputer). "Hij bepaalt zelf of hij klaar is om te springen, met behulp van een gyroscoop en een sensor die controleert of de veer is opgeladen".

 

In onderstaand filmpje is het verschil te zien tussen twee vergelijkbare ontwerpen. Let op het verschil tussen de snelle bot (van de jongens in het geel) en de langzame (van de jongen in het zwart):

 

Groep 8 legt in de vijf minuten racetijd 45 meter af, tegen groep 80 11.30 meter. Dennis Flikweert van groep 80: "Thuis hopte ik in negen seconden de hele schuur door, maar hier blijft de actuator tussen het plaveisel steken." Dit terwijl bij groep 8 alles klopte. Karan Kohabir: "Door de bladveren schuift hij na de sprong nog een stuk verder en de vele flessen zorgen voor een goed drukverloop. Verder is hij gewoon simpel, gemakkelijk en licht."

Toch was ‘lichtgewicht’ geen noodzaak voor succes, want ook het 4,5 kilo wegende bierkrat van groep 75 sprong maar liefst 28 meter "We hebben een traditionele krukas-drijfstangaandrijving gebruikt. En dat doet het blijkbaar goed", zegt Helge Schaab (links). "Want verder hebben we gewoon een accuboor gebruikt, net als iedereen. Waarschijnlijk hebben we de goede lengtes genomen."