Anthropomorphe Hand
DLR-Hand von Schunk

Die SAHSCHUNK Anthropomorphe Hand wurde in einer Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem Harbin Institute of Technology (HIT) und dem Werkzeugbauunternehmen Schunk entwickelt und basiert auf einem 4-Finger-Konzept. Damit sollen in einer unstrukturierten und unvorhersehbaren Umgebung flexible Greif- und Manipulationsaufgaben wahrgenommen werden. Diese, für ein menschliches Umfeld typische, Aufgabe führte zu einem der menschlichen Hand ähnelnden Aufbau des Greifsystems. Rutschhemmende Griffflächen sowie Positions- und Kraftsensoren ermöglichen ein hohes Maß an Griffsicherheit und Fingerspitzengefühl.

Das anthropomorphe Greifsystem ist damit speziell für den Einsatz an Servicerobotern ausgelegt.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

Die vier einzelnen Finger sind identisch mit jeweils drei Gelenken ausgestattet, wobei das proximale Gelenk zwei Freiheitsgrade besitzt. Das distale Gelenk ist mit dem medialen Gelenk mechanisch gekoppelt. Ein Finger ist mit einer zusätzlichen Achse ausgestattet und dient damit als opponierender Daumen. Jedes Gelenk ist mit einem kontaktlosen magnetischen Winkelsensor und mit einem DMS-basierten Drehmomentsensor ausgestattet.

Steuerung

Die Steuerung erfolgt über einen echtzeitfähigen Hochgeschwindigkeitsbus (25 Mbps), der über FPGAs (Field Programmable Gate Array) implementiert wurde. Für die serielle Kommunikation zwischen der Hand und dem externen Rechner sind insgesamt nur vier Leitungen erforderlich. Der externe Steuerungsrechner steuert die Hand und bestehend aus einem Signalprozessor auf einer PCI-Einsteckkarte in einem handelsüblichen PC. Alle Sensordaten der Hand können auf einem Monitor dargestellt werden.

Antrieb

Der Antrieb erfolgt über elektrische, bürstenlose Gleichstrommotoren mit analogen Hallsensoren und ist komplett in der Hand integriert.

Technische Spezifikation

[1]

  • 4-Finger-Hand, jeder Finger mit 4 Gelenke und 3 aktiven Freiheitsgraden (Fingerbeugung gekoppelt)
  • Fingerspitzenkraft 5 N (dauerhaft), maximale Fingerspitzenkraft 7N
  • Gelenkgeschwindigkeiten größer als 180 Grad/Sekunde
  • Zusätzlicher Freiheitsgrad an der Daumenbasis zur Umstellung von Feinmanipulation auf Kraftgriff
  • 65 Analog-Sensoren und 4-Fingertip-Sensoren (optional)
  • bis zu 5KHz Signal- Abtastfrequenz
  • 24V Versorgung
  • 0,75A im Standby-Modus, 2,7A beim aktiven Greifen
  • ca. 2,2 kg Gewicht
  • 4 Leitungen zwischen Hand und Hauptprozessor
  • leistungsfähiges serielles Kommunikationsprotokoll (25 Mbps bis 5m)
  • PCI-Interface-Board mit integriertem DSP (225MHz, 1350 MFLOPS)
  • Plug & Play fähig
  • Benutzer-Oberfläche für Ansteuerung und Sensordaten-Display

Quellen

  1. http://www.dlr.de/tm/desktopdefault.aspx/tabid-2990/4570_read-6831/

Weblinks


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