Druck- und Abstandssensoren nach bionischen Prinzipien


Prototyp für die Innovation von Druck- und Abstandssensoren Inspirationsquellen: Merkel Zellen, Elefantenrüsselfisch, Fleck Hai.

Das Unternehmen Haake Technik konnte über ihr INTERREG Bionik in KMU-Projekt neue Sensortechniken sowohl im Bereich der Drucksensoren als auch der Abstandssensoren erfolgreich entwickeln und erproben. Wesentliche bionische Lösungsimpulse waren dabei für die Drucksensoren die menschliche Haut, hierbei die sogenannte „Merkel-Zelle“ (Spezielle in der menschlichen Haut lokalisierte Sensoren, die unterschiedlich starke Drücke wahrnehmen können.) und für die Abstandssensoren der Elefantenrüsselfisch (Gnathonemus petersii; er ist in der Lage, die Kapazität von Gegenständen in seiner Umgebung wahrzunehmen) sowie der Fleck Hai (Gaelue melastomus; er kann auch ohne ein aktives Sondierungssignal passive elektrische Veränderungen in der Umwelt wahrnehmen und nutzen), siehe Abbildung 1.


Abbildung 1: Merkel Zellen, Elefantenrüsselfisch, Fleck Hai

Für ihre entsprechenden bereits am Markt eingeführten Sicherheitsprodukte (siehe unten Abbildung 2 und 3) können dadurch voraussichtlich erheblich verbesserte Funktionalitäten erzielt werden.

Abbildung 2: Anwendungsbeispiel Gabelhubwagen mit rot dargestelltem Fußschalter.


Abbildung 3: Anwendungsbeispiel Schaltmatte bei einer Holzbearbeitungsmaschine.

Darüber hinaus ist über Bionik in KMU die Grundlage für neue Produkte geschaffen worden. Damit kann aus heutiger Sicht die Wettbewerbsstärke von Haake-Technik deutlich weiter ausgebaut werden. Dies findet seinen Niederschlag auch in einem Plus von Arbeitsplätzen: Ein Arbeitsplatz konnte während der Projektdurchführung in der FuE-Abteilung neu geschaffen werden. Die Firma Haake erwartet bei erfolgreicher Markteinführung über die Sicherung der vorhandenen Arbeitsplätze hinaus weitere neue Arbeitsplätze. Ohne die engagierte wissenschaftliche Unterstützung von Seiten der WHS, die sich ihrerseits mit den niederländischen Bionikern ausgetauscht haben, wären die neuen Sensortechniken nicht erreicht worden.

Im Einzelnen sind die Ergebnisse:

1. Ein großformatiger Drucksensor (Abb. 4) auf der Basis eines elektrisch leitfähigen Polymers, welches bei Belastung seinen Widerstand ändert.


Abbildung 4: Fotografie eines etwa 1 Quadratmeter großen Drucksensors für den Einsatz bei Mensch Maschinen Interaktionen.

2. Ein kombinierter Abstands- und Drucksensor (Abbildung 5). Hier konnte die Drucksensitivität des zuvor genannten Sensors um eine Abstands Sensorik erweitert werden, die auf der Messung von Kapazität beruht. Dieser Sensor ist unter anderem für den Einsatz an einem Hubwagen vorgesehen um Kollisionen zwischen dem Hubwagen und den Füßen des Hubwagenführers zu verhindern, die schwerwiegende Folgen haben können.

Abbildung 5: Fotographie eines Arrays aus kombinierten Druck- und Abstandssensoren zum Einsatz an einem Hubwagen zur Vermeidung von Kollisionen mit den Füßen des Hubwagenführers.

Über Bionik in KMU konnten nicht nur substantiell verbesserte und z. T. neue technische Funktionalitäten im Bereich der Haake-Sicherheitstechnik erzielt, sondern auch die Zusammenarbeit mit der Wissenschaft intensiviert werden. Weiter haben wir über Bionik in KMU bzw. über die Transferpartner TCNN und WFG für den Kreis Borken einen besseren Zugang zu der INTERREG-Förderung gefunden. Sie haben uns über die komplizierte und damit sehr zeitaufwendige und zwischendurch nicht immer klare Förderabwicklung hinweggeholfen. In Zukunft möchten wir die Zusammenarbeit mit den Bionik in KMU-Bionikern in Form von konkreten Umsetzungsprojekten fortführen. ’André Haake - Haake Technik

 

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11 Februar 2020

INTERREG

Bionik in KMU ist ein niederländisch-deutsches Projekt, das vom INTERREG VA Programm unterstützt wird.

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