Ein flexibles mehrfingriges Greifersystem mit modularer Gelenk- und Fingerstruktur und integrierten Aktuatoren für Anwendungen in der Raumfahrt:
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|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 1]
244 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 146 S. Ill., graph. Darst. |
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| adam_text | FORTSCHRITT- BERICHTE DIPL.-ING. ANDREAS HILLENMEIER, INGELHEIM EIN
FLEXIBLES MEHRFINGRIGES GREIF ERSYSTEM MIT MODU- LARER GELENK- UND
FINGER- STRUKTUR UND INTEGRIERTEN AKTUATOREN FUER ANWEN- DUNGEN IN DER
RAUMFAHRT REIHE!: KONSTRUKTIONSTECHNIK/ MASCHINENELEMENTE NR. 244 ,. * *
* ; ? * I : - ^ ; » * : * . * * ; : -*; ; : VERLAG INHALTSVERZEICHNIS
SVMBOLVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.2 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 2
1.3 METHODIK DER ARBEIT 4 2 ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE DER MENSCHLICHEN
HAND 6 2.1 FUNKTIONELLE ANATOMIE DER MENSCHLICHEN HAND : 6 2.2
GREIFSTRATEGIEN 9 2.3 ZUSAMMENFASSUNG UND WERTUNG WESENTLICHER
FUNKTIONSMERKMALE ...... 10 3 TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER STAND 12 3.1
HANDPROTHESEN 13 3.2 ROBOTERGREIFER 14 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG
VORHANDENER SYSTEME 16 4 ANFORDERUNGEN AN EIN FLEXIBLES MEHRFINGRIGES
GREIFERSVSTEM 1 7 4.1 PRAEZISIERUNG DER AUFGABENSTELLUNG 17 4.1.1
MECHANIK, KINEMATIK, AKTUATORIK 17 4.1.2 SENSORIK 20 4.1.3 BETRIEBSARTEN
21 4.1.4 WELTRAUMUMGEBUNG 22 4.2 TEILPROBLEME UND FORSCHUNGSKONZEPTION
22 5 ALTERNATIVE GREIFERKONZEPTE 24 5.1 GRUNDGEDANKEN DER KONSTRUKTION
24 5.1.1 FINGERANZAHL . . 24 5.1:2 GELENKANORDNUNG UND ANZAHL 25 5.1.3
ANORDNUNG DER AKTUATOREN 27 5.2 ANTRIEBSKONZEPTE 28 5.3 SEILGETRIEBENER
GREIFER 32 5.3.1 AKTUATOREN UND GREIFERMECHANIK 32 5.3.2 GELENKWINKEL-
UND GELENKMOMENTEN-SENSOREN 35 5.4 GREIFER MIT IN DEN FINGERGLIEDERN
INTEGRIERTEN MOTOREN 37 5.4.1 AKTUATOREN UND GREIFERMECHANIK 37 5.4.2
GELENKWINKEL- UND GELENKMOMENTEN-SENSOREN 42 6
STEUERUNGS-ZREGELUNGSSTRUKTUR ;..... 44 6.1 STEUERUNGS-HARDWARE 44 6.1.1
STEUERUNGSRECHNER 45 6.1.2 INTERFACEELEKTRONIK 46 6.1.2.1 INTERFACE
SEILGETRIEBENER GREIFER . 47 6.1.2.2 INTERFACE DIREKTGETRIEBENER
GREIFER 47 6.1.3 SENSORSIGNALVORVERARBEITUNG 47 6.2 SOFTWARESTRUKTUR 48
6.3 KARTESISCHE REGELUNG 50 6.3.1 MATHEMATISCHE NOTATION 50 6.3.1.1
KINEMATISCHES MODELL 52 6.3.1.2 INVERSES KINEMATISCHES MODELL 53 6.3.1.3
KRAFT- UND MOMENTENMODELL 53 6.3.2 KARTESISCHE POSITIONSREGELUNG 55
6.3.2.1 KINEMATISCHE MODELLE UND VERKOPPLUNGEN DES SEILGETRIEBENEN
GREIFERS 55 6.3.2.2 KINEMATISCHE MODELLE UND VERKOPPLUNGEN DES
DIREKTGETRIEBENEN GREIFERS 57 6.3.3 KARTESISCHE KRAFTREGELUNG 58 6.4
GELENKREGELUNG 59 6.4.1 GELENKPOSITIONSREGELKREISE 61 6.4.1.1
SEILGETRIEBENER GREIFER 61 6.4.1.2 DIREKTGETRIEBENER GREIFER 62 6.4.2
GELENKMOMENTENREGELKREISE 64 6.4.3 GELENKSTEIFIGKEITSREGELUNG , 65 6.5
BENUTZEROBERFLAECHE/SERVICEFUNKTIONEN *. 66 VI 7 VERGLEICHENDE ANALYSE
DER LEISTUNGSMERKMALE DER UNTERSUCHTEN GREIFERKONZEPTE 67 7.1
MECHANIK/KINEMATIK/AKTUATORIK 67 7.2 STEUERUNGSHARDWARE UND SENSORIK 69
7.3 REGELUNGSTECHNISCHES SYSTEMVERHALTEN 70 7.4 ZUSAMMENFASSUNG 70 8
REALISATION DES AUSGEWAEHLTEN GREIFERKONZEPTES MIT IN DEN FINGERGLIEDERN
INTEGRIERTEN ANTRIEBSMODULEN 72 9 DIE WELTRAUMUMGEBUNG UND IHRE
AUSWIRKUNGEN AUF DEN GREIFER 77 9.1 DIE WELTRAUMUMGEBUNG 77 9.2
MOEGLICHKEITEN ZUR SIMULATION VON WAERMETRANSPORTVORGAENGEN 79 9.3
ANALOGIEBETRACHTUNGEN ZWISCHEN THERMISCHEN UND ELEKTRISCHEN VORGAENGEN 80
9.3.1 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 80 9.3.2 THERMISCHES ERSATZSCHALTBILD DES
ROBOTERGREIFERS 85 9.3.2.1 THERMISCHE ERSATZSCHALTBILDER DER
GELENKMODULE 86 9.3.2.2 VEREINFACHUNGEN DER MODELLE 86 9.3.2.3
VERGLEICHSMESSUNGEN UND DISKUSSION SYSTEMATISCHER FEHLER DES MODELLS 88
9.4 SIMULATIONSERGEBNISSE 89 9.4.1 SIMULATIONSERGEBNISSE UNTER
LABORUMGEBUNGSBEDINGUNGEN 90 9.4.2 SIMULATIONSERGEBNISSE UNTER
WELTRAUMUMGEBUNGSBEDINGUNGEN .... 92 9.5 WERTUNG 94 9.5.1
LEISTUNGSFAEHIGKEIT DES MODELLANSATZES 94 9.5.2 ZUSAMMENFASSUNG DER
ERGEBNISSE DER THERMISCHEN ANALYSE DES GREIFEREXPERIMENTALSYSTEMS 95
9.5.3 MOEGLICHKEITEN DER OPTIMIERUNG 96 10 TAKTIK SENSOREN ALS
KUENSTLICHE HAUT FLEXIBLER ROBOTERGREIFER 97 10.1 STAND DER TECHNIK 98
10.2 DAS SENSORKONZEPT 99 10.3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DES TAKTILEN
SENSORS 100 10.3.1 WAHL DES SUBSTRATES UND DER DICKSCHICHTPASTEN 100
10.3.2 GESTALTUNG DER SENSORFLAECHE 101 VII 10.3.3 BETAETIGUNGSELEMENTE
103 10.3.4 SIGNALVERARBEITUNG 104 10.4 MESSERGEBNISSE 106 10.5
ZUSAMMENFASSUNG DER LEISTUNGSMERKMALE DES TAKTILEN SENSORS 106 10.6
ENTWICKLUNGSPOTENTIAL 108 11 EINGABEGERAET ZUR STEUERUNG VON
ROBOTERHAENDEN 109 11.1 STAND DER TECHNIK 110 11.2 ANFORDERUNGEN AN
EINEN SENSORHANDSCHUH . 112 11.3 REALISATION EINES FLEXIBLEN
SENSORHANDSCHUHS 113 11.3.1 ADAPTION VON SENSOREN UND AKTUATOREN AN DIE
STEUERNDE HAND .. 114 11.3.2 POSITIONSERFASSUNG 114 11.3.3
KRAFTRUECKMELDUNG : . . . . 115 12 HANDHABUNGSSVSTEM FLEXIBLER
MEHRFINGERGREIFER 118 12.1 HARDWARE 118 12.2 BENUTZEROBERFLAECHE 118 13
MANIPULATIONSERGEBNISSE 122 13.1 TEACH-IN-BETRIEB 124 13.2
TELEMANIPULATION 125 13.3 AUTOMATISIERTE GREIF- UND
MANIPULATIONSSTRATEGIEN 127 14 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE DER ARBEIT
128 14.1 DER EXPERIMENTALGREIFER 128 . 14.2 SENSORHANDSCHUH ALS
HILFSMITTEL ZUR TELEMANIPULATION 130 14.3 GESAMTERGEBNIS 130 14.5
AUSBLICK . 131 ANHANG A: KINEMATISCHE MODELLE 132 ANHANG B THERMISCHE
ERSATZSCHALTBILDER UND MODELLVEREINFACHUNGEN 134 LITERATURVERZEICHNIS
137 VIII
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