Sill, Yannick Lee: Inbetriebnahme und Integration der Sensorik in den Roboter e-Nandu sowie Charakterisierung der viskoelastischen Beinparameter für unterschiedliche Gangarten

Abstract in German:

Ziel dieser Arbeit ist die Inbetriebnahme und Integration der Aktorik und Sensorik in den Roboter e-Nandu. Das gleichnamige Projekt zielt darauf ab, einen leichten bipeden Laufroboter auf Grundlage der Vogellokomotion zu entwickeln, der sich energieeffizient und selbststabilisierend fortbewegen kann. Basis dafür ist ein numerisches Modell das mithilfe von e-Nandu in der Praxis getestet werden soll. Zunächst werden die Grundlagen der bipeden und robotischen Lokomotion abgehandelt und der Stand der Technik bipeder Roboter dargelegt. Anhand ausgewählter Beispiele werden bipede Roboter auf Grundlage der Vogellokomotion betrachtet, um so die Ideen und Konzepte hinter e-Nandu einordnen zu können. Eine kurze Analyse spiegelt den aktuellen Robotermarkt, dessen Entwicklung und Trends wider. Des weiteren wird die Geschichte moderner Industrie- und Serviceroboter aufgegriffen. In dieser Arbeit wird die Inbetriebnahme und Programmierung der Aktoren und Sensoren mithilfe des Motion-Controllers MiniMACS6 dokumentiert und die Sensorgrößen in die für das numerische Modell nötigen Größen umgewandelt. Hierfür wurden zunächst Aktoren und Sensoren mit dem MiniMACS6 verkabelt und nötige Modifikationen zur Herstellung der Kompatibilität eingebracht. Die Motoren wurden durch das Festlegen nötiger Parameter für Motor, Encoder und internen Verstärker sowie durch Einstellen des PID-Lage- und Stromreglers in Betriebsbereitschaft versetzt. Die Sensorgrößen wurden eingelesen und in die nötigen Modellgrößen umgewandelt. Mithilfe von Photomicrosensoren wurde eine Referenzfahrt (Homing) für die Motoren programmiert. So führt e-Nandu nach dem Einschalten die programmierte Homing-Sequenz aus, nimmt einen bekannten Ausgangszustand ein und ist durch betriebsbereite Aktoren und Sensoren für weitere Motion-Control-Befehle einsatzbereit. Ebenso wurde in dieser Arbeit die Konstruktion von e-Nandu auf das numerische Modell abstrahiert und anhand der zugrundeliegenden Gleichungen dessen Realisierung mit vorhandenen Aktoren und Sensoren dargelegt.