Modularer Handgelenkbaukasten zum flexiblen, rekonfigurierbaren Bauteilhandling mit einem Mehrarmrobotersystem

Autor:
Kurtenbach, Stefan
ISBN
978-3-86359-489-3
39,00 €
Inkl. 7% MwSt.
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Quick Overview

Robotische Handgelenke bestehen aus Roboterlokalstrukturen zur Orientierung und Kontaktelementen zur Konnektierung des Objektes. Für beide Gruppen werden Module mit speziellen Eigenschaften entwickelt. Die Kombination von Modulen beider Gruppen über einheitliche Schnittstellen resultiert in einem Baukastensystem für robotische Handgelenke. Die Kinematik wird für jede Lokalstruktur beschrieben. Abschließend wird die Entwicklung eines Auswahltools für die Handgelenke vorgestellt.

Robotische Systeme müssen immer höheren Anforderungen hinsichtlich ökonomischer und energieeffizienter Aspekte genügen. Diesen Anforderungen kann für geringe Losgrößen nicht mit speziellen robotischen Systemen begegnet werden, die nur für einen einzigen Anwendungsfall optimiert sind. Vielmehr müssen diese Systeme ein hohes Maß an Flexibilität und mechanischer Wandelbarkeit aufweisen, um eine Vielzahl an Anwendungen abdecken zu können.

In diesem Zuge wird ein modularer Handgelenkbaukasten für Mehrarmrobotersysteme entwickelt. Dieser Handgelenkbaukasten besteht aus fünf verschiedenen Grundmodulen für Roboterlokalstrukturen und aus 23 Grundmodulen für Kontaktelemente. Erstere werden auf Basis einer Struktursynthese durch Kombination orientierender Gelenkarten wie Dreh- und Wälzgelenke entwickelt und bilden die kinematische Grundlage zur fest konnektierenden sowie abrollenden Objektorientierung. Für jedes der Grundmodule der Lokalstruktur wird die Kinematik hergeleitet, wobei es sich um eine rekursive Rechnung handelt. Die Grundmodule der Kontaktelemente werden durch Analyse der in Forschung und Industrie befindlichen Kontaktprinzipien identifiziert und zu Gruppen gleicher Wirkprinzipien zusammengefasst.

Durch Zusammenführung der Grundmodule der Kontaktelemente mit denen der Lokalstrukturen entsteht der Handgelenkbaukasten. Die Definition von Schnittstellen zwischen Regionalstruktur und Lokalstruktur sowie zwischen Lokalstruktur und Kontaktelement unterstreicht den modularen Charakter und ermöglicht den Austausch von Komponenten.

Abschließend wird die Entwicklung eines Auswahltools vorgestellt, welches die effiziente Auswahl eines Handgelenks ermöglicht. Es werden allgemeine Objekteigenschaften sowie Eigenschaften der Bewegungsaufgabe mit jenen der Kontaktelemente und Lokalstrukturen verknüpft. Nach Definition der Objekteigenschaften und der Bewegungsaufgabe werden automatisch die geeigneten Handgelenke vom Auswahltool identifiziert und dem Benutzer vorgestellt. Dadurch ist die effiziente Auswahl eines Handgelenks möglich.

Der entwickelte modulare und multifunktionale Handgelenkbaukasten erweitert die Möglichkeiten zum flexiblen, rekonfigurierbaren Bauteilhandling mit einem Mehrarmrobotersystem. Dadurch sind Flexibilität und mechanische Wandelbarkeit ein fester Bestandteil eines robotischen Systems. Dies wird bei der industriellen Fertigung von Produkten mit geringen Losgrößen zunehmend wichtig.

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Autor Kurtenbach, Stefan
Lieferzeit 3-4 Tage
Erscheinungsdatum 23.01.2017
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Robotische Systeme müssen immer höheren Anforderungen hinsichtlich ökonomischer und energieeffizienter Aspekte genügen. Diesen Anforderungen kann für geringe Losgrößen nicht mit speziellen robotischen Systemen begegnet werden, die nur für einen einzigen Anwendungsfall optimiert sind. Vielmehr müssen diese Systeme ein hohes Maß an Flexibilität und mechanischer Wandelbarkeit aufweisen, um eine Vielzahl an Anwendungen abdecken zu können.

In diesem Zuge wird ein modularer Handgelenkbaukasten für Mehrarmrobotersysteme entwickelt. Dieser Handgelenkbaukasten besteht aus fünf verschiedenen Grundmodulen für Roboterlokalstrukturen und aus 23 Grundmodulen für Kontaktelemente. Erstere werden auf Basis einer Struktursynthese durch Kombination orientierender Gelenkarten wie Dreh- und Wälzgelenke entwickelt und bilden die kinematische Grundlage zur fest konnektierenden sowie abrollenden Objektorientierung. Für jedes der Grundmodule der Lokalstruktur wird die Kinematik hergeleitet, wobei es sich um eine rekursive Rechnung handelt. Die Grundmodule der Kontaktelemente werden durch Analyse der in Forschung und Industrie befindlichen Kontaktprinzipien identifiziert und zu Gruppen gleicher Wirkprinzipien zusammengefasst.

Durch Zusammenführung der Grundmodule der Kontaktelemente mit denen der Lokalstrukturen entsteht der Handgelenkbaukasten. Die Definition von Schnittstellen zwischen Regionalstruktur und Lokalstruktur sowie zwischen Lokalstruktur und Kontaktelement unterstreicht den modularen Charakter und ermöglicht den Austausch von Komponenten.

Abschließend wird die Entwicklung eines Auswahltools vorgestellt, welches die effiziente Auswahl eines Handgelenks ermöglicht. Es werden allgemeine Objekteigenschaften sowie Eigenschaften der Bewegungsaufgabe mit jenen der Kontaktelemente und Lokalstrukturen verknüpft. Nach Definition der Objekteigenschaften und der Bewegungsaufgabe werden automatisch die geeigneten Handgelenke vom Auswahltool identifiziert und dem Benutzer vorgestellt. Dadurch ist die effiziente Auswahl eines Handgelenks möglich.

Der entwickelte modulare und multifunktionale Handgelenkbaukasten erweitert die Möglichkeiten zum flexiblen, rekonfigurierbaren Bauteilhandling mit einem Mehrarmrobotersystem. Dadurch sind Flexibilität und mechanische Wandelbarkeit ein fester Bestandteil eines robotischen Systems. Dies wird bei der industriellen Fertigung von Produkten mit geringen Losgrößen zunehmend wichtig.

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Adresse

Institut für Industriekommunikation und Fachmedien (IIF) GmbH an der RWTH Aachen

Steinbachstr. 25
52074 Aachen
Deutschland