Auslegung und Betrieb redundanter paralleler Seilroboter

Duisburg, Essen (2010), VIII, 162 Bl.
Dissertation / Fach: Maschinenbau
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik » Institut für Mechatronik und Systemdynamik
Schramm, Dieter (Doktorvater, Betreuerin)
Hiller, Manfred (GutachterIn)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2010
Abstract:
Ein Nachteil konventioneller Parallelkinematiken liegt in ihrem schlechten Verhältnis von Bauraum- zu Arbeitsraumvolumen. Dies liegt im begrenzten Hub der oftmals verwendeten Linearaktoren (z.B. Hydraulikzylinder oder Kugelrollspindeln). Dieser Nachteil kann durch die Verwendung von Seilen und Seilwinden statt linearer Aktoren beseitigt werden. Solche Systeme werden als (parallele) Seilroboter bezeichnet. Die hier beschriebene Arbeit entstand im Rahmen des DFG-Projektes Artist (Arbeitsraumsynthese seilgetriebener Parallelkinematikstrukturen, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft unter HI370/24-1 und SCHR1176/1-2). Schwerpunkte der Arbeit liegen dabei einerseits auf der echtzeitfähigen Umsetzung der zur Regelung benötigten Seilkraftberechnungsmethoden. Experimente dazu erfolgten an einem Prüfstand. Andererseits liegt ein Fokus auf Methoden zur Analyse von Arbeitsräumen sowie auf Verfahren zur Synthese von Geometrieparametern von Seilrobotern für definierte Anforderungen. Dabei kann auf Vorgängerarbeiten zurückgegriffen werden, die auf der Verwendung von Intervallanalyse beruhen. Die Verfahren beruhen auf der Aufstellung eines Constraint Satisfaction Problems (CSP), das dann über Methoden der Intervallanalyse gelöst wird. Dabei kam ein bereits vorhandenes Software-Framework aus dem DFG-Projekt „Entwicklung eines Syntheseverfahrens für fehler- und strukturoptimierte Parallelkinematikmaschinen“ zum Einsatz. Dies wurde ursprünglich für die Untersuchung herkömmlicher Parallelkinematiken entwickelt und im Rahmen dieser Arbeit für Seilroboter modifiziert und spezialisiert.