Ziele der Entwicklung

Roboter haben sich in der industriellen Anwendung auf breiter Ebene durchgesetzt. Nun gerät zunehmend der Bereich der Servicerobotik in den Fokus der Forschung. Durch den Einsatz von Robotern könnten Menschen so auch im täglichen Leben  von unbequemen oder gefährlichen Arbeiten entlastet werden. Ein wichtiges Merkmal der Serviceroboter ist dabei mobiles und autonomes Handeln, welches die Grenzen der Industrierobotik durchbricht.

Die Fortbewegung stellt die größte Herausforderung für die Serviceroboter dar. Genügen für einfache Aufgaben noch radgebundene Antriebe, so kann eine unstrukturierte Umgebung außerhalb kontrollierter Arbeitsräume bereits eine unüberwindbare Barriere darstellen. Ein Gehmechanismus zeigt in einer solchen Umgebung dagegen beträchtliche Vorteile hinsichtlich Mobilität und Hindernissüberwindung. Die komplizierte Stabilisierung des zweibeinigen Ganges und der erforderliche Berechnungsaufwand stellen hohe Hürden in der Entwicklung dar.

An der TU Hamburg-Harburg gibt es mit dem CENTAUROB einen zweibeinigen Roboter, dessen wichtigstes Merkmal die spezielle Beinkinematik ist, die aus zwei Hexapoden besteht. Diese Parallelkinematik erlaubt die vollständige Bewegung der Füße in allen sechs Freiheitsgraden unter hohen Kräften und mit einer hohen Dynamik. Besonders die hohe Steifigkeit der Hexapoden ist ein großer Vorteil bei der Stabilisierung des Ganges. Durch die Entwicklung einer speziellen Fußform ist es darüber hinaus gelungen ein einfaches statisch stabiles Laufmuster zu nutzen. Der CENTAUROB ist der erste weltweit Wendeltreppen steigfähige Roboter (Patent).

Studentische Arbeiten

Der  existierende Roboter soll durch eine weitere verbesserte und überarbeitete  Version des Prototypen ersetzt  werden. Dabei ergibt sich eine Vielzahl  von Möglichkeiten in einem  interdisziplinären Aufgabenbereich tatkräftig  mitzuwirken. Mögliche  Aufgabenstellungen für studentische Arbeiten können aus den  folgenden Bereichen gebildet werden (auch  gerne konstruktiv / CAD):

• Eingehende Modellierung von Hexapoden und parallelen Kinematiken
• Erstellen eines Simulationsmodells mit Matlab/Simulink
• Reglerentwurf für die Einzelantriebe und das Gesamtsystem
• Entwicklung eines Messsystems für die Fußposition; Bahnplanungen
• Konstruktive Weiterentwicklung der Einzelantriebe und Gelenke

Das Angebot richtet sich vor allem an Studenten der Studiengänge MB und AIW/GES. Vorkenntnisse in den Bereichen Mechanik, Regelungstechnik, Simulation oder Produktentwicklung sind von Vorteil, aber keinesfalls Voraussetzung.

Ansprechpartner

Shucen Du, M.Sc.

Stefan Schulz, M.Sc.

Dr.-Ing. Arthur Seibel

Prof. Dr. E.h. Dr.-Ing. habil. Josef Schlattman