Bedienerunterstützung für das redundante Experimentalsystem REACHRob

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Manfred Hiller (†)
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5339546

Zentrales Ziel des Teilprojekts IV ist die Bereitstellung von Methoden und Verfahren zur Bedienerunterstützung von redundanten elastischen Schwerlasthandhabungssystemen für komplexe Handhabungsaufgaben, wie sie z.B. bisher im SFB 291 behandelt wurden. Existierende Verfahren für die inverse Kinematik redundanter starrer Systeme sollen auf elastische Systeme erweitert werden, um die Positioniergenauigkeit des Gesamtsystems zu verbessern. Zur gleichzeitigen Regelung von Endeffektorlage und Kontaktkraft werden Verfahren zur kombinierten Lage- und Kontaktkraftregelung eingesetzt. Das Kernstück dieser Ansätze bildet die Aufstellung der dynamischen Gleichungen in Endeffektorkoordinaten, wobei die zunächst willkürliche Parametrisierung zur Verbesserung des Folgeverhaltens optimiert werden soll. Daneben spielt die Bereitstellung der benötigten Lage- und Kontaktkraftinformationen am Endeffektor eine wichtige Rolle. Diese können in der Regel nur indirekt gemessen werden und müssen daher aus der Geometrie des Endeffektors (z.B. Greifer) und den gemessenen Kräften errechnet werden. Bei Handhabungsaufgaben mit komplexen Umgebungsgeometrie und eingeschränkter Sicht, die nicht mehr allein durch die kartesische Steuerung des Endeffektors bewältigt werden können, kommt die Bewegungssteuerung nüthilfe eines fiktiven elastischen Bandes zum Einsatz. In diesen Fällen werden globale Umgebungsinformationen und lokale Bahnplanungsverfahren mit Hilfe des künstlichen elastischen Bandes miteinander kombiniert. Dieses fiktive Band besitzt neben der kontraktiven Eigenschaft auch abstoßenden Charakter in der Nähe von Hindernissen, um Kollisionen des Endeffektors zu verhindern. Gegenstand der Untersuchungen ist daher die Einbeziehung der dynamischen Eigenschaften des Manipulators bei der Gestaltung des Bandes. Dafür werden robuste neue Algorithmen zur Bewegung des Bandes entwickelt. Bei Handhabungsaufgaben in dynamischer und nicht vorhersehbarer Umgebung werden Kollisionsvermeidungsroutinen auf der Basis dynamischer Potenzialfelder, die sich der ständig verändernden Umgebung anpassen, eingesetzt und am Experimentalsytem REACHRob erprobt. *

• DFG Programme: Research Grants