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Bastler baut Ballmaschine mit Industrieroboterarm für Badminton-Spieler
Ein ausrangierter Industrieroboterarm und eine gesteuerte Abschussvorrichtung sorgen beim Badminton-Training dafür, dass Bälle variabel ins Spielfeld gelangen.
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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.
Der Bastler und Badminton-Liebhaber Travis Mitchell hat eine Ballmaschine für Federbälle auf Grundlage eines ausrangierten Industrieroboterarms entwickelt, um im Badminton-Training reproduzierbare Aufschläge zu erzeugen. Der Badminton-Ball wird über zwei Räder, die von Servomotoren in Rotation versetzt werden, abgeschossen.
Ballmaschinen sind im Tennis als Trainingsmaschinen beliebt. Sie platzieren präzise Tennisbälle im Feld des Trainierenden, ohne dass dafür ein menschlicher Trainingspartner benötigt wird. Mitchell wollte dieses System auch auf Badminton-Bälle übertragen. Die Form des Balls, der aus einem Kopf meist aus Kork und darin rundum gruppierten 16 Gänse- oder Entenfedern besteht, verkompliziert das Abschießen des Balls im Vergleich zu einem runden Tennisball allerdings. Zudem wollte Mitchell die Aufschläge durch die Maschine variabel gestalten, um den Spieler im Training stärker zu fordern. Kommerzielle Badminton-Ballmaschinen sind zwar manuell einstellbar, können jedoch nicht selbstständig den Abschuss der Bälle variieren.
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Mitchells Badminton-Ballmaschine besteht aus einem höhenverstellbaren Gestell, das auf einen fahrbaren Wagen montiert ist. Darauf hat der Bastler einen ausrangierten Industrieroboterarm des Typs Denso VS-050 montiert. Dabei handelt es sich um einen Roboterarm mit vier Freiheitsgraden.
An dem Handgelenk des Arms hat Mitchell eine Abschussvorrichtung angebracht, die von dem Roboterarm in verschiedene Richtungen bewegt werden kann, um unterschiedliche Aufschläge in ein Spielfeld zu ermöglichen. Zwei 400-Watt-Elektromotoren treiben zwei ausgewuchtete Räder auf 6000 U/min an. Zwischen ihnen wird ein Federball platziert und durch die Rotation herausgeschleudert.
Mitchell experimentierte dazu mit unterschiedlichen Materialien für die Räder, denn diese dürfen sich und den Ball beim Abschussvorgang nicht verformen, müssen aber zugleich genügend Halt für den Abschuss erzeugen. Mitchell testete Naturkautschuk, EVA-Schaumstoff, Silikonfolien und mit Flex Seal beschichtete Räder. 3D-gedruckte Kunststoffräder mit einem schmalen Silikonstreifen als Kontaktfläche zum Ball entpuppten sich als beste Wahl, denn sie bieten ein ausgewogenes Verhältnis aus Haftung, Gewicht und Haltbarkeit bei hohen Drehgeschwindigkeiten.
Mitchell entwickelte außerdem eine Zufuhreinheit, die die Bälle automatisch zuführt. Sie besteht aus einem elektrisch drehbaren Karussell, auf dem sechs Röhren platziert sind, die insgesamt 120 Federbälle aufnehmen können. Mit einem Abstandssensor überprüft das System jeweils, ob eine Röhre leer ist und dreht dann zur nächsten weiter, um eine kontinuierliche Ballzufuhr sicherzustellen. Die Zufuhr und das Platzieren eines Balls zwischen den rotierenden Rädern übernehmen zwei Pneumatikzylinder, die über einen Kompressor betrieben werden. Der eine greift einen Federball, der andere schiebt ihn zwischen die rotierenden Räder.