Bildsensor für Fahrzeugnavigation

Zusammenfassung: Im Rahmen der vorliegenden Studienarbeit wurde ein optischer Sensor entwickelt, der zur Lagewinkel- und Positionsbestimmung für ein autonomes Transportsystem innerhalb eines geschlossenen Raumes dient. Die Fahrzeugposition kann durch Beobachtung der als bekannt vorausgesetzten Beleuchtungsstruktur an der Decke des Raumes ermittelt werden. Nach grundsätzlichen Überlegungen wurde als Sensor eine Videokamera mit getrenntem Kamerakopf und Weitwinkelobjektiv ausgewählt. Die Kamera wird mit senkrechter Blickrichtung nach oben am Fahrzeug montiert und liefert bei passender Einstellung ein kontrastreiches Schwarzweiß-Bild der Lampen an der Raumdecke. Das entwickelte Gerät enthält eine elektronische Schaltung, die spezielle Signale zur Weiterverarbeitung der Bildinformation bereitstellt. Diese Schaltung wurde in ein im Rahmen der Studienarbeit EMKS 1005 entwickeltes FPGA (Field Programmable Gate Array) integriert und kann nur zusammen mit der dort entwickelten Bildverarbeitungskarte eingesetzt werden

Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers

Zusammenfassung: Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden die regelungstechnischen Möglichkeiten eines viergliedrigen, seilzuggetriebenen Greiffingers untersucht. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Prozeßidentifikation und der karthesischen Positions- und Kraftregelung des Greiffingers. Zur Identifikation wird eine als Ausgangsfehlerverfahren bezeichnete Parameterschätzmethode herangezogen. Programme auf der Grundlage dieser Methode erlauben mit unterschiedlichen Modellansätzen eine numerisische Prozeßmodell-Parameter-Optimierung. Als Ergebnis liegen lineare Prozeßmodelle für die einzelnen Gelenke mit relativ einfacher Struktur vor. Zur Realisierung der karthesichen Regelung werden geeignete mathematische Modelle zur Beschreibung des Greiffinges in homogenen Koordinaten vorgestellt. Daraus ergeben sich Modelle, die die Fingerkinematik und den Zusammenhang der Kräfte und Momente in der Fingerspitze mit den Gelenkmomenten beschreiben. Das kinematische Modell ermöglicht die Bestimmung der Gelenkpositionen aus karthesichen Sollwerten der Fingerspitze und umgekehrt. Mit dem Kraft- und Momentenmodell lassen sich die Gelenksollmomente aus einer karthesichen Vorgabe von Kräften und Momenten in der Fingerspitze berechnen. Auf der Grundlage der mathematischen Modelle des Greiffingers entwickelte Ergänzungen zu einem vorliegenden Programmpaket zur Regelung von direktgetriebenen Greiffingern ermöglichen die karthesischen Positions- und Momentenregelung des seilzugetriebenen Greiffingers. Theoretische Überlegungen zu den Gelenkkreisen führen zum Einsatz von diskreten PID-Reglern mit optimierten Reglerparametern. Aufgrund der durchgeführten Arbeiten zeigt der Greiffinger im praktischen Betrieb ein zufriedenstellendes Regelverhalten. Eine Störgrößenaufschaltung zur Kompensation der konstruktiv bedingten kinematischen Verkopplungen des Greiffingers zeigt gute Ergebnisse

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In this paper we briefly address DLR’s (German Aerospace Center) background in space robotics by hand of corresponding milestone projects including systems on the International Space Station. We then discuss the key technologies needed for the development of an artificial “robonaut ” generation with mechatronic ultra-lightweight arms and multifingered hands. The third arm generation is nearly finished now, approaching the limits of what is technologically achievable today with respect to light weight and power losses. In a similar way DLR’s second generation of artificial four-fingered hands was a big step towards higher reliability, manipulability and overall performance. KEY WORDS—space-robotics, lightweight robotics, joint/ torque control, mechatronic

Dexhand : a Space qualified multi-fingered robotic hand

Despite the progress since the first attempts of mankind to explore space, it appears that sending man in space remains challenging. While robotic systems are not yet ready to replace human presence, they provide an excellent support for astronauts during maintenance and hazardous tasks. This paper presents the development of a space qualified multi-fingered robotic hand and highlights the most interesting challenges. The design concept, the mechanical structure, the electronics architecture and the control system are presented throughout this overview paper