Leistungssteigerung von Parallelrobotern basierend auf kinematischer Redundanz

Autor: Jens Kotlarski

ISBN: 978-3-944586-07-6

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2013

Herausgeber der Reihe: Tobias Ortmaier

Band-Nr.: imes 01/2013

Umfang: 177 Seiten, 84 Abbildungen

Schlagworte: Parallelroboter, kinematische Redundanz, Singularitäten, nutzbarer Arbeitsraum, Leistungsmerkmale, Bahnplanung

Kurzfassung:

Im Vergleich zu klassischen seriellen Knickarmrobotern besitzen parallelkinematische Maschinen einen vergleichsweise kleinen Arbeitsraum, der durch das Auftreten von Singularitäten beschnitten wird. Der Verlauf von Singularitäten sowie die Verteilung von Leistungsmerkmalen im Arbeitsraum sind stark von der Geometrie eines Mechanismus abhängig. Durch Ergänzung mindestens eines zusätzlichen, angetriebenen Gelenkfreiheitsgrads in einer vorhandenen kinematischen Kette (kinematische Redundanz) können ursprünglich konstante geometrische Parameter variiert werden. Diese Parametervariabilität bietet die Möglichkeit, singuläre Stellungen im Arbeitsraum zu vermeiden und gleichzeitig verschiedene Eigenschaften von Parallelrobotern aufgabenabhängig zu optimieren.

Basierend auf einer vergleichenden Analyse verschiedener Arbeitsräume werden die Potenziale kinematischer Redundanz quantifiziert. Neben Analyse- und Bewertungsmethodiken, die u.a. die redundanzbedingten Fehlerquellen berücksichtigen, werden in diesem Zusammenhang insbesondere Verfahren zur aufgabenoptimalen Bahnplanung parametervariabler Mechanismen entwickelt und praktisch angewendet.