FaulhaberEin Beispiel für die Natur als Vorbild in der Entwicklung neuer, effizienter und nachhaltiger Produkte und Technologien ist die sechsbeinige Laufmaschine „Lauron“ des FZI Forschungszentrum Informatik aus Karlsruhe. Sie ist der diesjährige Gewinner des Faulhaber Uni-Projekt-Awards. Bei der Antriebslösung für die dreigelenkigen Einzelbeine kam eine Motor-/Getriebekombination von Faulhaber zum Einsatz. Lauron wurde für Szenarien entwickelt, die für den Menschen zu gefährlich und für rad- oder kettengetriebene Systeme nur schwer passierbar sind bzw. für Umgebungen, die einen möglichst schonenden Umgang im Fokus haben.

Dies kann beispielsweise die Suche nach Verschütteten in teileingestürzten Gebäuden, die Erkundung von Vulkanen, das Räumen von Minenfeldern oder die Suche nach Abfall in ökologisch sensiblen Bereichen sein.

Da es sich beim Laufen um einen natürlichen Vorgang handelt, ist es naheliegend, dass sich die Konstruktionen und Steuerungskonzepte vieler Laufmaschinen an biologischen Vorbildern orientieren. Im diesem Falle ist dies die indische Stabheuschrecke. Wie sie besitzt Lauron sechs Beine an einem länglichen Zentralkörper, in dem die notwendige Steuerungselektronik untergebracht ist. Jedes der sechs 50 cm langen Beine hat einen federgedämpften Fuß und kann mit Hilfe von drei Gelenken bewegt werden. Zusätzlich kann die Blickrichtung des Kopfes durch zwei unabhängige Achsen (Schwenken und Neigen) verändert werden, so dass Lauron insgesamt über 20 Freiheitsgrade verfügt.

Der Laufroboter wurde mit zahlreichen Sensorsystemen ausgestattet. In jedem Fuß befinden sich 3D-Kraftsensoren und Federkraft-Messsysteme, die zusammen mit einer Motorstrommessung genutzt werden, um Kollisionen und den Kontakt mit dem Boden zu erkennen. Bei der Antriebslösung für die dreigelenkigen Einzelbeine war hohe Leistung bei vergleichsweise geringem Gewicht von besonderem Interesse. Deshalb entschied sich das Projektteam der Gruppe Interaktive Planungstechnik für eine Motor-/Getriebekombination, bestehend aus einem DC-Kleinstmotor Serie 2657 … IE2 mit Planetengetriebe Serie 26/1 von Faulhaber.

Um die bewegte Masse zu reduzieren, wurden die Antriebe möglichst nah am Körper platziert. Mittels Getriebe und Seilzügen wird die Kraft der 20 graphitkommutierten DC-Antriebe von dort aus auf die Gelenke übertragen. Das erreichbare Nenndrehmoment liegt bei etwa 20 Nm (kurzzeitig 40 Nm). Die Gelenkwinkel der Beine werden durch hochpräzise, optische Encoder erfasst. Darüber hinaus verfügt jeder Motor über einen hochauflösenden Encoder, der zusätzliche Informationen über die Gelenkwinkel liefert. Über das Gewicht hinaus war die Zuverlässigkeit der robusten Antriebe ein weiteres maßgebliches Kriterium, sich für dieses Antriebssystem aus dem Hause Faulhaber zu entscheiden.


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