Titelaufnahme

Titel
Humanoider Bipedal Roboter : Mechanisches Modell Arbeitspaket I: Konstruktion der Fußplatte mit Sprunggelenk und Sensorik
Weitere Titel
Bipedal Humanoid Robot Mechanical Model Workpackage 1: construction of the footplate with the ankle and sensors
VerfasserBrank, Alexander
Betreuer / BetreuerinAbraham, Gerhard
Erschienen2014
Datum der AbgabeApril 2014
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Humanoider Bipedal Roboter / Roboterfuß / Sensorik / Piezoelement Kraftsensor / Dynamixel DX-117 / Festigkeitsbestimmung / Loslager / Festlager
Schlagwörter (EN)bipedal humanoid robot / robot foot / sensors technology / Piezoelement force sensor / Dynamixel DX-117 / strength determination / floating bearing / fixed bearing
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Idee zum Projekt des Bipedal Roboters kam von Seiten des FH-Campus Wien und ist eines der Projekte die im Rahmen der Bachelorarbeit 1 im Studiengang „High Tech Manufacturing“ erarbeitet werden. Wobei die gesamte mechanische Konstruktion des Bipedal Roboterbeins inklusive zugehöriger Antriebslösung designt werden soll. Bei der Konstruktion wurde nach dem KISS Prinzip gearbeitet, das bedeutet, dass so einfach wie möglich konstruiert und Großteils auf Standard Normteile zurückgegriffen wurde. Zusätzlich wurden die Fertigungsteile auf die maximalen Abmaßen 250mm x 250mm x 30mm beschränkt, um die Möglichkeit ein maßstabsgetreues Modell mittels 3D Drucker erstellen zu können, offen zu halten.

Das gesamte Projekt ist in vier Arbeitspakete aufgeteilt, wobei diese Arbeit das [AP1] Arbeitspaket 1 ist und die Konstruktion der Fußplatte mit Sprunggelenk mit Sensorik behandelt.

Zuerst wird untersucht welchen Anforderungen der Fuß mit Sprunggelenk und Fußplatte gerecht werden muss, um im Bewegungsablauf des Schrittes einwandfreie funktionieren zu können. Resultierend aus dieser Überlegung wird der Gesamtaufbau des Fußes mit seinen Verbindungen erklärt und beschrieben. Das beinhaltet Materialwahl, die Wahl der Passungen sowie die Beschreibungen der einzelnen Fertigungsteile. Der Festigkeits-nachweis beschränkt sich auf den grundsätzlichen Vergleich von statisch wirkenden Beanspruchungen und den zulässigen Spannungen. Da die Bauteile konstruktionsbedingt überdimensioniert sind und daher kein Materialversagen durch Überlastung befürchtet werden muss. Der Teil der Sensorik behandelt die möglichen Sensoren und deren Auswertung. Zusätzlich sind alle normgerechten Werkstatt¬zeichnungen und die Zusammenstellungszeichnung enthalten.

Weitere Arbeitspakete betreffen:

• [AP2] Konstruktion des linken Beines sowie die Anordnung der Motoren von Herrn Hüseyin Gökkaya

• [AP3] Antrieb mit Schrittweitenberechnung inklusive Ermittlung des Bewegungsablaufs von Herrn Dodji Aziahome

• [AP4] Konstruktion des Steuerungsgehäuses inklusive Überlegung der Steuerungskomponenten von Frau Maria- Christina Nebenführ

Zusammenfassung (Englisch)

The idea for the project of the Bipedal robot came from the FH Campus Wien and is one of the projects that are developed in the framework of the thesis 1 in the course "High - Tech Manufacturing". Where the overall mechanical design of the Bipedal robot leg is to be designed including associated drive solution. The design was developed by means of the KISS principle, which means that it was designed as simple as possible and mostly resorted to standard parts. The production parts were limited to the maximum dimensions 250mm x 250mm x 30mm, to keep the possibility open to create a scale model using 3D printers.

The whole project is divided into four work packages. This thesis deals with [AP1] work package 1, the construction of the footplate with the ankle and sensors.

First, the requirements for the ankle and footplate are analyzed which are needed in order to assure the step movement. As a result of this consideration, the overall structure of the foot and ankle will be explained. This includes material choice, the choice of fits as well as the descriptions of the individual production parts. The stress analysis is limited to the basic comparison of statically acting stresses and allowable stresses. Since the components are oversized by design and therefore no material failure is being feared due to overload. The sensor treats explains the possible sensors and their evaluation .In addition, all standard workshop drawings and assembly drawings are included.

The remaining work packages are:

• [AP2] Construction of the left leg as well as the arrangement of the motors by Mr. Hüseyin Gökkaya

• [AP3] Drive Mechanism with step size calculation including the determination of the course of motion by Mr. Dodji Aziahome

• [AP4] Construction of the control housing including consideration of the control components by Ms Maria-Christina Nebenführ