Ein Beitrag zur kraftbasierten Mensch-Roboter-Interaktion

Ausgehend von einem mit Kraft-/ Momentsensor ausgestatteten seriellen Roboter, wird die kraftbasierte Mensch-Roboter-Interaktion, als ein Spezialfall der Kraft-/ Momentregelung, untersucht. Betrachtet werden dabei sowohl die kinematischen Eigenschaften verschiedener Algorithmen als auch das dynamische Verhalten des Roboters während der kraftgeführten Bewegung (Handführen). Vorgeschlagen für die anschließende Implementierung in reale Steuerungssysteme wird der Ansatz zur kraftgeführten Bewegung im Gelenkraum. Er hat im Vergleich zum kartesischen Algorithmus verschiedene Vorteile. Diese werden an konkreten Beispielen verdeutlicht. Außerdem werden diverse Zusatzfunktionalitäten und Anwendungsfelder vorgestellt. Besondere Erwähnung findet die Problematik der Bedienersicherheit während der Mensch-Roboter-Interaktion. Am Beispiel eines Robotersystems mit sog. offener Steuerung wird untersucht, inwieweit es möglich ist, den Kraft-/ Momentsensor durch einen Algorithmus zum Schätzen von Kontaktkräften und -momenten zu ersetzen. Verwendet werden dabei die Werte der Motorenströme. Darauf basierend wird die kraftgeführte Bewegung des Roboters ohne zusäzliche Sensorik demonstriert