Entwicklung und Prototypenbau eines mechanischen low-cost Handgelenks mit zwei aktiv gesteuerten Freiheitsgraden

Abstract

In dieser Bachelorarbeit wird ein mechanisches, fast vollständig 3D gedrucktes Handgelenk konzipiert. Dabei werden Stärken, Schwächen und verschiedene Lösungskonzepte für 3D Drucke thematisiert. Dabei soll das Gelenk die Steuerung zweier Freiheitsgrade ermöglichen, sowie einfach und kostengünstig zu replizieren sein. Als End-Effector soll die Handprothese iLimb von Touch Bionics verwendet werden können (siehe Bild 1 und Bild 2 aus [10]), zusammen mit einer Last von mindestens 500g. Die iLimb stellt mit 5 aktuierten Fingern und ohne Leichtbauelemente einen der schwersten End-Effectoren dar, der verwendet werden kann und sollte vom Handgelenk mit der erwähnten Zusatzlast sicher getragen werden können. Entsprechend muss die Kompatibilität mit der Schnittstelle von Touch Bionics gegeben sein und die Funktionen der iLimb dürfen vom Handgelenk nicht negativ beeinflusst werden. Zudem ist die Anpassbarkeit an andere Schnittstellen wünschenswert. Selbstverständlich soll ein sicherer Umgang mit dem Handgelenk für den Nutzer gewährleistet werden. Um sich gezielt nach vorgegebenen Strukturen richten zu können, wird die Norm VDI 2221 als Leitfaden für den Konstruktionsprozess verwendet und zudem ergänzende Lektüre [6] zu Rate gezogen. Durch die Verwendung moderner „Rapid-Prototyping“ Verfahren werden bereits beim Entwurfsprozess erste Prototypen ausgearbeitet. Dies unterstützt eine bessere Bewertung von Lösungskonzepten und hilft auftretende Probleme frühzeitig zu erkennen und Lösungen zu erarbeiten.