Titelaufnahme

Titel
Humanoider Roboter : Teilbereich Fußplatte, Fußgelenk & Unterschenkel
Weitere Titel
Humanoid robot Subsection basal plate, ankle, lower leg
AutorInnenLai, Dominik
GutachterKucera, Gernot
Erschienen2018
Datum der AbgabeJanuar 2018
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Robotik
Schlagwörter (EN)Robotics
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Hauptaufgabe der Gruppenarbeit besteht darin, in der Zusammenarbeit mit fünf weiteren FH- Studenten, einen humanoiden Roboter zu planen, designen und zu konstruieren. In dieser Arbeit geht es um die Entwicklung eines Fußes für den menschenähnlichen Roboter. Es wird der gesamte Ablauf von der ersten Ideenfindung bis hin zu der endgültigen Konstruktion behandelt. Bei der Konstruktion des Fußes wird sich an bisherige Designs von humanoiden Robotern angelehnt. Die wichtigsten Aspekte, die beim Planen des Fußes berücksichtigt werden, sind die Reduzierung des Gewichts auf ein Minimum, um eine möglichst schwache und damit günstige Motorisierung zu erreichen, sowie den Aufbau so modular und einfach wie möglich zu gestallten. Außerdem wird darauf geachtet, dass der Großteil der erzeugten Komponenten mittels 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann. Dadurch soll es möglich sein, die Konstruktion als Baukastensystem an Dritte weiterzugeben und im Falle von Verbesserungen oder Reparaturen, Teile schnell und einfach erzeugen zu können.

Die richtige Umsetzung des Fußgelenks ist äußerst wichtig, da es die Funktion erfüllt, die Fußplatte unabhängig von der Stellung des Unterschenkels optimal zum Untergrund auszurichten. Um diese Funktion zu erreichen, muss sowohl eine Bewegung der Fußplatte zu den Seiten sowie das Kippen des Fußes nach vorne und nach hinten erreicht werden. Diese beschriebenen Bewegungen werden mittels zwei Schrittmotoren erzeugt, die durch ein Kegelrad- sowie ein Stirnradgetriebe mit zwei Achsen verbunden sind.

Der entstandene Roboterfuß erfüllt alle erforderlichen Ziele und setzt auf eine Mischung aus Teilen, die mittels 3D-Druckverfahren erzeugt werden, sowie aus diversen Zukaufteilen. Lediglich die Wellen werden aus Gründen der Festigkeit aus Stahl gefertigt. Die elektrische Versorgung der Schrittmotoren wurde bei der Konstruktion noch nicht berücksichtigt.

Zusammenfassung (Englisch)

The main task of the group work, in collaboration with five other FH students, is to plan, design and construct a humanoid robot. This work is about the development of a foot for the human-like robot. It covers the entire process from the first brainstorming to the final construction. The design of the foot is based on previous designs of humanoid robots. The most important aspects that are considered when planning the foot are the reduction of the weight to a minimum in order to achieve the lowest possible and thus favorable motorization, and to make the structure as modular and simple as possible. In addition, care is taken to ensure that the majority of the components produced can be produced by 3D printing. This should make it possible to pass the design as a modular system to third parties and in the case of improvements or repairs to be able to produce parts quickly and easily.

Proper implementation of the ankle is extremely important as it fulfills the function of optimally aligning the footplate to the ground regardless of the position of the lower leg. To accomplish this function both footplate movement to the sides and tilting of the foot to the front and rear must be achieved. These described movements are generated by two stepper motors which are connected by a bevel gear and a spur gear with two axes.

The resulting robot foot meets all the required goals and relies on a mixture of parts that are produced by 3D printing as well as from various purchased parts. Only the shafts are made of steel for reasons of strength. The electrical supply of the stepper motors was not considered in the design.