Al decennialang ontwikkelen ingenieurs verende wielen als alternatief voor luchtbanden, maar door de hoge stijfheid van de materialen is de vervormbaarheid beperkt. Zuid-­Koreaanse onderzoekers maakten een wiel met variabele stijfheid dat wél makkelijk kan vervormen.
 

De onderzoekers van het Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) werden naar eigen zeggen geïnspireerd door de oppervlaktespanning van een waterdruppel, maar een blik op de foto hierboven verraadt wat de belangrijkste inspiratie­bron was.



Slimme schakels

Het loopvlak van het wiel bestaat uit een reeks slimme schakels. Deze zijn via draadspaken verbonden met binnen- en buiten­zijde van de wielnaaf. Tussen de spaken in ligt een flexibel honingraat­patroon. De afstand tussen de twee naafdelen is in realtime aan te passen om de vervormbaarheid van het wiel te veranderen.

Bij een grote afstand tussen de naafdelen zijn de spaken korter en worden de schakels van het loopvlak naar binnen en tegen elkaar aangetrokken. Zo ontstaat een rond en voldoende stijf wiel voor het snel rijden over vlak terrein – net zoals een waterdruppel onder normale omstandigheden bijeen wordt gehouden.

Door de afstand tussen de naafdelen te ver­kleinen, worden de spaken langer en liggen de schakels losser tegen elkaar aan. Zo kan het wiel makkelijk vervormen, handig op ruw terrein.

 

Eureka is de rubriek voor 'productontwerpen voor morgen' uit het maandblad De Ingenieur.


Rolstoelen en robots

De interessantste toepassingen liggen volgens de onder­zoekers bij rolstoelen en robots. Die kunnen met een dergelijk wiel namelijk makkelijker over ruw terrein rijden zonder risico op lekke banden.

De onderzoekers monteerden proto­typewielen op een elektrische rolstoel van 120 kilogram. Die kon probleemloos trappen op en af en over losse stenen heen rijden die 1,2 keer hoger zijn dan de wielradius.

Aandachtspunt bij het doorontwikkelen is dat stof en kleine deeltjes tussen de schakels komen en beschadi­gingen veroorzaken.


Tekst: Paul Schilperoord
Foto: Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)]