Animatronica

Der animatronische Arm wird im Zuge der Diplomarbeit realisiert. Bei diesem System sollen die Bewegungen eines menschlichen Arms mit Hilfe einer 3D-Kamera erfasst werden. Diese Bewegungsdaten werden in Koordinaten umgewandelt und über einen PC an einen selbst konstruierten Roboterarm gesendet, welcher die Bewegungen beinahe in Echtzeit wieder gibt.

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Animatronischer Arm

Bei der Idee des animatronischen Arms handelt es sich um einen mechanischen Arm, der menschliche Bewegungen in nahezu Echtzeit nachahmen kann. Dies ermöglicht es ihm, den Menschen in Gefahrensituationen, wie z.B. im Umgang mit chemischen oder gefährlichen Stoffen, zu ersetzen und so das Risiko für ihn zu minimieren. Dem Benutzer wird eine Steuerung aus sicherer Entfernung ermöglicht, ohne die Expertise am Einsatzort zu verlieren. Der mechanische Arm soll alle Bewegungen eines menschlichen Arms durchführen können. Hierzu verfügt dieser über insgesamt 7 Achsen. Da sich die Realisierung von Kugelgelenken, wie in der Schulter, sehr schwierig gestaltet, werden diese in mehrere Gelenke aufgeteilt. Dies erleichtert die mechanische Konstruktion und den Steuerungsaufwand.



Steuerung

Der Arm wird durch eine Microsoft Kinect Kamera gesteuert, welche die Bewegungen des menschlichen Arms erfasst. Die Daten werden anschließend von einem PC verarbeitet und dann per LAN an einen Arduino-Mikroprozessor weitergeleitet. Dieser befindet sich direkt im Roboter und steuert die Ventile der hydraulischen Antriebseinheit an. Die exakten Positionen der einzelnen Gelenke werden mithilfe von Potentiometern ausgelesen und geregelt.



Antrieb

Der Antrieb des Arms wird über hydraulische Zylinder und Bowdenzüge realisiert. Um das Gewicht möglichst gering zu halten, wird die Hydraulikpumpe samt Zylindern im Torso des Roboters verstaut. Für die Kraftübertragung sorgen Bowdenzüge, welche die Beugung und Streckung jedes einzelnen Gelenkes (unabhängig von der Position der restlichen Gelenke!) steuern.



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von Nino Wegleitner, Paul von Ahsen, Gernot Keuschnig und Lukas Ziegelbauer

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