Entwicklung eines Kräftetools für Getriebe und Roboter mit STL-Bauteil-Geometrien

 

Ein Forschungsgebiet des Lehrstuhls stellt die Generierung/Entwurf (Synthese) kinematischer Strukturen wie Roboter oder Gelenkgetriebe dar. Die Realisierung eines Getriebes oder Roboters erfolgt in der Regel mittels sogenannter Rapid Prototyping-Verfahren. Diese generativen Verfahren werden dazu genutzt, die einzelnen Bauteile herzustellen. Die Geometrie der Teile liegt dabei im sogenannten STL-Format vor, welches beispielsweise aus CAD-Modellen oder auch manuell erzeugt werden kann.

Neben der Kinematik spielen im Roboter- und Getriebeentwurf auch Kräfte eine zentrale Rolle. So müssen beispielsweise für den erfolgreichen Entwurf die Antriebskräfte bekannt sein, damit sie durch die Aktuatoren bereitgestellt werden können. Die Antriebskräfte ergeben sich dabei im Wesentlichen unmittelbar aus gegebenen oder überschlägig ermittelten Lastfällen und den Gewichtskräften der Bauteile.

Sind die wirkenden Kräfte beim Roboter- bzw. Getriebeentwurf nicht bekannt, so ist für einen Entwickler auch nicht bekannt, welche Motoren er verwenden muss um seine Kinematik funktionsfähig zu bauen. Der gravierendste Fall tritt dann auf, wenn ein Roboter oder Getriebe nicht einmal in der Lage ist sich mit seinen Aktuatoren selbst zu ‚tragen‘. Andererseits werden Kinematiken oftmals überdimensioniert, und fallen dann größer aus als tatsächlich notwendig.

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