Elefantenrüssel und Fischflosse liefern Impulse für grüne Produktion

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Mit dem Bionischen Handling-Assistenten ist der direkte Kontakt zwischen Maschine und Mensch - ob unabsichtlich oder gewollt - nun keine Gefahr mehr. Denn im Falle einer Kollision mit dem Menschen gibt der Bionische Handling-Assistent sofort nach, ohne das gewünschte dynamische Gesamtverhalten zu verändern. Anschließend nimmt der Bionische Handling-Assistent seine Bewegung wieder auf. Im Gegensatz zu schweren Industrierobotern hat der Bionische Handling-Assistent ein einzigartiges Masse-Nutzlast-Verhältnis, geschmeidige Bewegungesabläufe mit mehr Freiheitsgraden und einen effizienten Ressourcenverbrauch.

Der Bionische Handling-Assistent ermöglicht neue Einsatzmöglichkeiten in der Handhabungs-Industrie. Zum Einsatz kann er überall dort kommen, wo Menschen eine gefahrlose maschinelle Unterstützung benötigen - beispielsweise in der Medizintechnik, Rehabilitation und Handicap Care, aber auch in der Landwirtschaft, in Privathaushalten und Lerneinrichtungen.

Der Bionische Handling-Assistent besteht aus drei Grundelementen zur räumlichen Bewegung sowie einer Handachse mit Kugelgelenk und einem Greifer mit adaptiven Fingern. Die Grundelemente werden aus drei Aktoren gebildet, die kreisförmig angeordnet sind und sich in einem Winkel von drei Grad verjüngen. Jeder Aktuator wird an den Schnittstellen der Grundelemente mit Druckluft versorgt. Die Rückstellung erfolgt durch die schlaufenartige Konstruktion der Aktuatoren, die nach dem Ablassen der Druckluft wie eine Zugfeder wirkt. Wegmesssysteme erfassen deren Auslängung und dienen Steuerung des Systems im Raum. In der Handachse sind drei weitere Akuatoren um ein Kugelgelenk angeordnet. Ihre Bestätigung bewirkt eine Winkelverstellung des Greifers von bis zu 30 Grad. SMAT-Sensoren sorgen für die Detektion der Wegstrecken und ermöglichen eine präzise Ausrichtung. Für die geamte Steuerung kommen VPWP-Proportionalwegventile zum Einsatz. Die Elemente sind flexibel und leisten eine hohe Kraftübertragung bei geringstem Eigengewicht.

Erst durch die Nutzung moderner Technologien des Rapid Manufacturing sind die besonderen Fertigungsvoraussetzungen für die Bionischen Handling-Assistenten gegeben. Das Rapid Manufacturing erlaubt die Herstellung individueller, beweglicher Systemteile aus Polyamid, das im Produktionsprozess in dünnen Schichten auf eine Bauplattform aufgetragen wird. Jede Schicht wird mit der darunterliegenden über einen Laser verschmolzen und nur dort ausgehärtet, wo es das Steuerungsprogramm vorgibt. Somit ist ein individuelles 3D-Drucken von komplexen Produkten möglich.

BionicTripod 2.0

Ziel der Entwicklung des BionicTripod 2.0 war, bei geringstem Eigengewicht einen maximalen Arbeitsraum bedienen zu können. Durch das geringe Eigengewicht, d.h. die Reduzierung der zu bewegenden Masse, ist der BionicTripod 2.0 effizient im Verbrauch und kann so energieeffizient sortieren und bewegen.

Das bionische Prinzip aus der Schwanzflosse des Fisches kommt gleich mehrfach zum Einsatz als dreidimensional adaptierte sogenannte 3D Fin Ray Struktur. Erst diese Struktur ermöglicht eine energieeffiziente Leichtbauweise.

Gegenüber herkömmlichen Tripod-Anordnungen ist der Bionic-Tripod 2.0 um 90 Grad geschwenkt und kann somit auch als ein horizontal angeordneter Tripod bezeichnet werden. Der integrierte adaptive Greifer, der sogenannte FinGripper sowie die Analogie zur Funktion des menschlichen Handgelenks eine Art Kugelgelenk, ermöglichen eine maximale Flexibilität, um zu greifende Objekte in unterschiedlichen Lage- und Höhenniveaus aufnehmen und ablegen zu können. Dies ist bei einer Anordnung von entscheidendem Vorteil.

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