Systembaukasten für humanoide Roboter

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Aktuatoren von Funktionselementen entkoppelt

Der jetzt neu präsentierte Roboter-Baukasten richtet sich insbesondere an Roboter-Entwickler und Labore, die im Bereich humanoide Systeme sowie Leichtbau-Lösungen für Handling und Automation arbeiten. Entwicklungsziel war, die bewegten Massen so gering wie möglich zu halten, damit die Aktuatoren von den Funktionselementen - wie Greifer, Hände oder Saugnäpfe - entkoppelt werden. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf schnelle Montage und benutzerfreundliches Design gelegt sowie auf die Anwendbarkeit der Vorteile von tribooptimiertem Kunststoff, wie vor allem Schmierfreiheit und geringes Gewicht.

Roboter-Gelenke nach Belieben konfigurieren

Das Baukastenkonzept besteht aus einer Antriebs- und Steuereinheit, Gelenkarmen in verschiedenen Längen und Ausführungen, Gelenken in unterschiedlichen Grössen inklusive Durchgang für zusätzliche Steuerleitungen. Am Ende dieser, in der Länge variablen, Gelenke-Reihenschaltung bietet der Hersteller Anbindungsmöglichkeiten für Werkzeuge aller Art an. Da das System prinzipiell ein modularer Baukasten ist, lassen sich damit die unterschiedlichsten humanoiden Roboterkonfigurationen konstruieren und teilfertigen. Das reicht vom Gelenkarm und beweglichen Baggerarm bis hin etwa zum Vierbeiner. Die Gelenke können nach Belieben kombiniert werden.

Verschleissfest steuern und bewegen

Die Antriebs- und Steuereinheit ist bewusst als «black box» konzipiert. Roboterentwickler sind damit frei in der Wahl, ob sie mit Pneumatik, Elektrotechnik oder Hydraulik arbeiten wollen. Die Gelenkarme sind aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff oder anderen Leichtbauwerkstoffen. Das bionische Herzstück des Roboter-Skelettteils bilden die aus Kunststoff gespritzten Gelenke. Sie werden über Seilzüge gesteuert, welche die Zugkräfte übertragen - beim Menschen übernehmen Sehnen diese Funktion. Der Aussenzug wird zurückgehalten und am Innenzug wird gezogen. Dergestalt wird beispielsweise der Greifer, die Schaufel, der Haken oder welches Werkzeug auch immer der Entwickler wählt, angetrieben.

Reihenschaltung wie beim Menschen

Die Seilzüge werden durch die Gelenke und Arme geleitet, vom nächsten zum übernächsten Gelenk und so weiter, ähnlich der Gelenke-Reihenschaltung beim Menschen. Pro Kunststoff-Gelenk sind dabei nur vier Seile erforderlich, damit das Gelenk frei rotieren und schwenken kann. Die Seile selbst sind aus technischen Kunstfasern gefertigt. Diese sind hochfest, weisen eine geringe Dehnung auf, sind chemikalienbeständig, schmier- und nahezu abriebfrei. Im Gegensatz zu Stahl sind sie, neben reibungs- und verschleisstechnischen Vorteilen, aufgrund ihres geringen Gewichts überdies energieeffizienter. «Wir freuen uns, mit unserem Tribo-Kunststoff ein neues Feld zu betreten», so Igus-Geschäftsführer Frank Blase. «Der neue Baukasten bringt den Entwicklern von humanoiden Robotern echten Nutzen: leichte, fertige Mechanik-Lösungen für eine Zukunftsbranche.»

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