Konzeption und Aufbau eines Prüfstandes für taktile Sensoren

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit wurde ein Prüfstand für taktile Sensoren konzipiert und aufgebaut. Der Prüfstand ermöglicht die Verifizierung und den Vergleich neuartiger taktiler Sensorprototypen. Dies ermöglicht die Erforschung neuer Sensorwerkstoffe und Sensorgeometrien, sowie eine Kalibrierung erster Sensorprototypen durch die Aufnahme einer Kraft-/Widerstandskurve. Nach der Recherche ähnlicher Prüfverfahren für die Analyse der menschlichen Haut, wurden die dort verwendeten mechanischen Lösungsansätze auf ihre Eignung als Prüfstand für taktile Sensoren hin evaluiert. Unter Verwendung einer am Institut verfügbaren Zug-/Druckprüfmaschine des Herstellers Zwick/Roell konnten erste Kraftmessungen kompletter taktiler Sensorelemente durchgeführt werden. Die gewonnenen Messdaten dienten als Grundlage für die Auslegung eines Mehrachslinearsystems und dessen Antrieb. Unter Berücksichtigung der Vor- und Nachteile der möglichen Linearachskombinationen wurde ein Portalsystem mit drei Freiheitsgraden als Prüfstand entworfen. Hierfür wurden Lineareinheiten des Herstellers Misumi angefordert und passende Aktoren ausgewählt. Aufgrund von Lieferverzögerungen musste im zeitlichen Rahmen der Bachelorarbeit auf eine kleinere Lineareinheit zurückgegriffen werden. Mit dieser war die Realisierung der verschiedenen Prüfarten mechanisch, wie auch elektrisch und softwaretechnisch möglich. Nach der Fertigstellung einer Benutzeroberfläche unter Zuhilfenahme der grafischen Programmier-Software LabVIEW konnten erste Prüfversuche durchgeführt werden. Die implementierten Prüfvarianten funktionierten während den gefahrenen Messungen erwartungsgemäß und stellten die Funktion des Prüfstandes unter Beweis