Bionische Manipulatoren zur Erschließung neuer Anwendungen der Automatisierungstechnik (BioRob)

Ein neuartiger Typ von Roboterarmen wird entwickelt und erprobt. Er soll Unternehmen dabei helfen, Automatisierung sicherer und kostengünstiger vorzunehmen.

Ziel
Viele Routineaufgaben entziehen sich im Bereich mittelständischer Unternehmen der Automatisierung mit konventionellen Industrierobotern. Einer der wesentlichen Gründe dafür ist das Fehlen einer im Kosten-Nutzen-Verhältnis günstigen und im direkten Umfeld des Menschen sicher und flexibel einsetzbaren Roboterarmplattform.

Einerseits gibt es für solche Roboterarme neue, potenzielle Anwendungen der Automatisierung, die von Menschen nur ungenügend oder gar nicht gelöst werden können (zum Beispiel im Kryo-Bereich, Technik mit tiefen Temperaturen). Andererseits sind viele, im Prinzip automatisierbare, menschliche Tätigkeiten aus Kostengründen bereits in Niedriglohnländer ausgelagert oder stehen kurz davor, da aus Kosten- oder Sicherheitsgründen konventionelle Industrieroboter nicht geeignet sind.

Technologie
Der im BioRob-Projekt zu entwickelnde neuartige Roboterarm weist mehrere Vorteile auf: Durch die bionisch inspirierte, speziell serienelastische Antriebskonstruktion kann einerseits hohe passive Sicherheit beim Einsatz im direkten Umfeld des Menschen – ohne teure, zusätzliche Sensorik – erreicht werden. Andererseits ermöglicht diese Konstruktion durch wechselseitige Verspannung der Roboterglieder deren Biegeentlastung und erreicht dadurch ein sehr gutes Verhältnis von Traglast zu Eigengewicht, was auch zu deutlich niedrigerem Energiebedarf im Vergleich zu konventionellen Industrierobotern führen soll. Darüber hinaus bietet die Verwendung von Standardkomponenten das Potenzial einer kostengünstigen Fertigung und Wartung bei entsprechenden Stückzahlen, wobei im Vergleich zu Industrierobotern darüber hinaus keine nennenswerten Zusatzkosten für Sicherheitssensorik bei Einsatz in direkter Umgebung des Menschen entstehen.

Anwendung
Im Projekt „BioRob“ wird das bionisch inspirierte Antriebs- und Konstruktionsprinzip zur Entwicklung und Realisierung zweier unterschiedlicher, vollwertiger Demonstratoren mit drei bionisch angetriebenen Hauptachsen umgesetzt, deren Reichweite und Taktfrequenz sich am menschlichen Arm orientieren. Diese Roboter sollen durch ihr Funktionsprinzip, ihre Konstruktion und das Steuerungskonzept die Anforderungen an eine kooperierende Arbeitsweise (Mensch – Maschine) erfüllen. Die Demonstratoren sollen in solchen Anwendungen aus drei unterschiedlichen Wirtschaftszweigen exemplarisch integriert werden, für die konventionelle Industrieroboter nur bedingt geeignet sind:

  • Bionischer Manipulator zum automatisierten Greifen und Setzen einzelner Pflanzenstecklinge
  • Bionischer Manipulator zum Handling in der Produktion von kleinen Aluminiumobjekten
  • Bionischer Manipulator zur automatisierten Handhabung (Entnahme, Einlagerung) von biologischen Proben bei Tiefsttemperaturen (Kryo-Banking).

Weitere Informationen wie Publikationen, Bild- und Filmmaterial sowie Hinweise zu aktuellen Veranstaltungen und Messepräsentationen werden über die Projekthomepage http://www.biorob.de/ zur Verfügung gestellt.  

 

Quelle: Technische Universität Darmstadt

 

 

 

Bild 1: Die Designstudie zeigt den bionischen Manipulator. Im Hintergrund ist das Konstruktionsprinzip zu sehen.

 

 

Quelle: TETRA

 

 

 

Bild 2: Funktionsmuster des neuen bionischen Manipulators

 

 

Quelle: TETRA

 

 

 

Bild 3: Konstruktionszeichnung mit Entwurf für die Einhausung des bionischen Manipulators

Ansprechpartner

  • Projektleitung

    • Prof. Dr. Oskar von Stryk
    • Technische Universität Darmstadt - Fachgebiet Simulation, Systemoptimierung und Robotik - Fachbereich Informatik
    • Technische Universität Darmstadt
    • Telefonnummer:  06151 16-4899
    • E-Mail-Adresse: stryk@sim.tu-darmstadt.de
    • Homepage: http://www.sim.tu-darmstadt.de/
  • Projektkoordinator

    • Dipl.-Biol. Sebastian Klug
    • Technische Universität Darmstadt - Fachgebiet Simulation, Systemoptimierung und Robotik - Fachbereich Informatik
    • Technische Universität Darmstadt
    • Telefonnummer: 06151 16-4811
    • E-Mail-Adresse: klug@sim.tu-darmstadt.de
    • Homepage: http://www.sim.tu.darmstadt.de/

Projektpartner

TETRA Gesellschaft für Sensorik - Robotik und Automation mbH
98693 Ilmenau
Dr. Andreas Karguth
03677 8659-0
http://www.tetra-ilmenau.de/
Fraunhofer



Institut für Biomedizinische Technik (IBMT)
66280 Sulzbach
Dipl.-Phys. Uwe Schön
06897 9071-30
http://www.ibmt.
fraunhofer.de/

http://www.eurocryo.de/


Universität des Saarlandes
Prof. Dr. Bernhard Möhl
66041 Saarbrücken
0681 302-3092
http://www.uni-saarland.de/


Seidel GmbH + Co. KG
Dr. Roland Hennig
35037 Marburg
06421 604-334
http://www.seidel.de/


agricola GbR
Rudolf Cordes
49377 Vechta-Langförden
04447 961284
http://www.agricola-tech.de/

Laufzeit

01.10.2006 - 31.03.2009

Förderung

Das Verbundprojekt „Bionische Manipulatoren zur Erschließung neuer Anwendungen der Automatisierungstechnik – BioRob“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Maßnahme „Innovationen als Schlüssel für Nachhaltigkeit in der Wirtschaft" gefördert und vom Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (PT-DLR)  betreut.