Aufbau eines Hexapot-Roboters und Entwicklung einer Bahnregelung der Arbeitsplattform

Ein Hexapod oder Steward-Plattform ist eine spezielle Bauform eines parallelkinematischen Roboters, dessen Arbeitsplattform über längenveränderliche Stellglieder in allen sechs Freiheitsgeraden bewegt werden kann. Es soll ein spezielles Modell eines Hexapods entworfen und gebaut werden, in dem aus Kostengründen typische Drehservomotoren als Stellglieder zum Einsatz kommen. Die Berechnung der Servowinkel und die Ansteuerung der Servos für eine vorgegebene Bewegungsbahn der Arbeitsplattform, sollen über ein Mikrocontrollerboard (Arch Max mit STM32F4-Mikrocontroller) unter Matlab/Simulink erfolgen. Weiterhin sind die aktuellen Winkelpositionen der Servomotoren zu erfassen und auf deren Grundlage eine Bahnregelung der Arbeitsplattform zu entwickeln. Da das Thema eine Einarbeitung in die Grundlagen der Robotik bzw. deren Regelung erfordert, ist es empfehlenswert, diese Aufgabenstellung in Kombination mit einer vorherigen Literaturarbeit zu bearbeiten.

Im Rahmen der Themenstellung sind folgende Aufgaben durchzuführen:

  1. Literaturstudium zur Kinematik und inversen Kinematik von Industrierobotern und parallelkinematischen Maschinen, deren Modellierung und aktuelle Methoden der Regelung
  2. Recherche und Auswahl geeigneter Servos, Entwurf der Mechanik des Hexapods und Aufbau des Roboters
  3. Entwicklung und Aufbau der Ansteuerelektronik auf Basis des Mikrocontrollerboards Arch Max
  4. Programmierung der Servoansteuerung, der Positionserfassung und der inversen Kinematik in MATLAB/Simulink
  5. Entwicklung und Programmierung einer ruckfreien Bahnregelung unter MATLAB/Simulink mit Vorgabe der Bahngeschwindigkeiten

Der Umfang der Arbeiten kann auf die Art der Tätigkeit angepasst werden.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Björn Kolewe, Haus 8, Raum 8112a