Brände, die weitab von Straßen und Infrastruktur entstehen, erfordern Bekämpfungsmethoden, die nicht auf den Zugang zum Gelände angewiesen sind. Universität von British Columbia Team für unbemannte Flugsysteme (UAS) bauten ihre AEAC-Wettbewerb 2026 Das Team ging dieser Problematik nach und entwickelte eine Drohne zur Automatisierung der Erstmaßnahmen bei Waldbränden und Notfalleinsätzen. Zu dieser Aufgabe gehörte auch die Versorgung der Einsatzkräfte am Boden mit Ausrüstung. Die Lösung des Teams waren zwei unabhängige Nutzlastauswurfmechanismen, die an einem einzigen Fluggerät montiert waren.
Technische Spezifikationen: Weitere Informationen zu den in dieser Anwendung verwendeten Produkten finden Sie in unserer PQ12 und Produktseiten für L12-Stellantriebe
Technische Einschränkungen
Eine Lieferdrohne muss mehr leisten, als nur ihre Fracht zu transportieren. Sie muss diese Fracht während des gesamten Fluges sicher halten und sie dann auf Befehl freigeben, ohne dass sich jemand in der Nähe des Fluggeräts befindet. Die Konstruktion brachte ihre eigenen Herausforderungen mit sich:
- Halten und loslassen: Jeder Mechanismus musste seine Last während des gesamten Fluges sicher halten und sie dann beim Auslösen freigeben. Eine zu frühe oder gar keine Auslösung bedeutete in jedem Fall ein Scheitern der Mission.
- Eine stetig wachsende Frachtliste: Die klappbare Plattform diente zur Aufnahme von Funkgeräten und Handkommunikationsgeräten. Gegen Ende der Entwicklungsphase ergänzte das Team die Plattform um einen Greifmechanismus zum Transport von Behältern wie Sauerstoffflaschen oder Feuerlöschern – eine Maßnahme, die den Wettbewerbsanforderungen besser gerecht werden sollte.
- Arbeiten innerhalb des Raumes: Für die Klaue wurde ein Aktor benötigt, der klein genug war, um in den Mechanismus zu passen. Daher wurde der leistungsstärkere P16 durch das kompaktere Modell L12 ersetzt.
Ausgewählte Lösung
Das Team löste das Problem mit zwei separaten Auslösemechanismen, die jeweils um einen anderen Actuonix-Aktor herum aufgebaut waren und ihre Last auf unterschiedliche Weise freigaben.
Die Greifklaue ist unterhalb der Drohne, ganz unten am Flugkörper, angebracht und hält die Ladung zwischen zwei Aluminiumfingern fest. Die Finger hängen von der darüberliegenden Konstruktion herab und schließen sich um die Ladung, um sie während des Fluges zu fixieren. Ein L12-Aktuator öffnet eine Seite der Greifklaue, und sobald sich die Finger trennen, fällt die Ladung frei.
Der zweite Mechanismus ist eine klappbare Plattform oberhalb der Greifklaue, die Funkgeräte und Handkommunikationsgeräte trägt. Die Plattform ist an einer Kante klappbar und wird von einem PQ12-Aktuator geschlossen gehalten. Der ausgefahrene Schaft des PQ12 greift in eine Halterung an der freien Kante der Plattform ein und fixiert diese während des Fluges in waagerechter Position. Beim Einfahren des Schafts löst sich die Halterung, die Plattform schwingt auf und gibt ihre Ladung frei.
Technisches Detail: Die beiden Nutzlastfreigabemechanismen arbeiten nach unterschiedlichen Prinzipien. Der L12 löst die Last selbstständig aus, indem er die Klaue aktiv öffnet. Der PQ12 bewegt die Last überhaupt nicht. Er zieht lediglich den Stift heraus, der die Plattform verschließt, und die Schwerkraft erledigt den Rest. Durch die Abstimmung des Freigabeprinzips auf den jeweiligen Mechanismus konnte das Team beide Konstruktionen mechanisch einfach halten.
Spezifikationsübersicht:
- Aktuatoren: Actuonix PQ12-63-6-R und L12-Serie
- Anwendung: Auslösevorrichtung für klappbare Plattformen und Ladungssicherungsklaue
- Hauptverwendungszweck: Luftgestützte Bereitstellung von Notfallausrüstung
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Häufig gestellte Fragen: Konstruktion der Frachtfreigabe
Warum zwei separate Release-Mechanismen entwickeln?
Die beiden Mechanismen transportieren unterschiedliche Ausrüstungstypen. Die Greifklaue hält Behälter wie Sauerstoffflaschen oder Feuerlöscher, während die Plattform Funkgeräte und Handkommunikationsgeräte trägt. Die Greifklaue wurde erst später im Entwicklungsprozess hinzugefügt, um den Wettbewerbsvorgaben besser gerecht zu werden, und arbeitet unabhängig vom Plattformmechanismus mit eigenem Aktor und eigener Auslösevorrichtung.
Warum sollte man für die Klaue das kompakte L12 verwenden?
Der Innenraum der Klaue bot keinen Platz für ein längeres Betätigungsgehäuse. Das kompakte Gehäuse des L12 passte in den Mechanismus und ermöglichte dennoch den zum Öffnen der Klaue erforderlichen Hub, wodurch es sich als praktischere Wahl gegenüber dem größeren P16 erwies.
Was hält die Plattform während des Fluges geschlossen?
Der ausgefahrene Schaft des PQ12 dient als Verriegelung. Er greift in eine Halterung an der freien Kante der Plattform ein, und solange der Schaft ausgefahren bleibt, kann die Plattform nicht an ihren Scharnieren aufschwingen. Zum Lösen der Last muss lediglich der Schaft eingefahren werden.
Warum führt eine Feuerwehrdrohne Kommunikationsausrüstung mit?
Die Wettbewerbsmission des Teams umfasst neben der Waldbrandbekämpfung auch die Katastrophenhilfe. Die klappbare Plattform wurde für den Transport von Funkgeräten und anderen tragbaren Kommunikationsgeräten entwickelt. Ihr Auslösemechanismus ermöglicht es der Drohne, diese Ausrüstung am Boden abzusetzen. Die Greifklaue bietet dieselbe Funktionalität für größere Ausrüstung wie beispielsweise Panzer.
Anpassung des Aktuators an den Mechanismus
Der UAS-Bau an der UBC ist ein gutes Beispiel dafür, wie Aktuatoren mechanismusbezogen und nicht projektbezogen ausgewählt werden sollten. Ein Auslösesystem erforderte eine aktive Bewegung auf engstem Raum, das andere einen einfachen Einziehstift – das Team wählte für jede Aufgabe einen passenden Aktuator. Nur wenn man versteht, welche Anforderungen jeder Mechanismus an seinen Aktuator hinsichtlich Größe, Bewegung und Funktion stellt, wird aus einer Teileliste ein funktionierendes System.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl eines Produkts benötigen, das Ihren Anwendungsanforderungen entspricht, wenden Sie sich bitte an uns. kontakt unser Verkaufsteam um Hilfe. Actuonix kann kundenspezifische Designs für alle OEMs erstellen.
