Konzept und Konstruktion eines anthropomorph inspirierten Kontinuumgelenks für ein robotisches Handgelenk

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird die Konzeptionierung sowie die Entwicklung und Konstruktion eines anthropomorph inspirierten Kontinuumsgelenks für ein robotisches Handgelenk vorgestellt. Zuerst wurden aus der Betrachtung verschiedener Konzepte für Kontinuumsgelenke und Roboter, sowie der Anatomie des menschlichen Handgelenkes, Kategorien für eine zugrundeliegende Anforderungsliste erfasst. Der daraus entstandene morphologische Kasten erlaubte eine strukturierte Ideenfindung, und die daraus abgeleiteten Entwürfe wurden per Bewertungsmatrix nach den vielversprechendsten Konzepten geordnet. Aus dem Eigengewicht sowie den wirkenden Kräften und Momenten wurde die Geometrie des Silikonzylinders errechnet und auf Grundlage dieser Werte wurde das anschließende Gelenk konstruiert. Das Resultat ist ein aus der Kombination eines Silikonhohlzylinders mit einem umschließenden Starrkörpermechanismus bestehendes Gelenk. Durch die Kombination des steifen Gestänges mit dem flexiblen Gelenkkern, profitiert das Gelenk von einer erhöhten Zugfestigkeit sowie den positiven Eigenschaften des Silikons, wie dessen intrinsischem Rückstellmoment. Ebenso ist eine Seilführung durch das Gelenk für seilangetriebenen Hände möglich. Für das daraus entstandene Pseudo-Kontinuumsgelenk wurden anschließend Testmethoden für einen zuvor konstruierten Teststand entwickelt, welcher das Gelenk auf dessen kinematischen bzw. kinetischen Fähigkeiten testen soll.