Evaluation von Antriebssystemen für Exoskelette

Autoren: Wanner

Kategorie: Gesundheitsschutz und Arbeitssicherheit

Chair: Kluth

Beitragskurzfassung:
Zielsetzung:
Ziel ist es für Industrie und Handwerk entwickelte Antriebseinheiten für aktive Exoskelette hinsichtlich ihrer Tauglichkeit zum Einsatz am Menschen zu erforschen.
Die Antriebseinheiten sind über eine Orthese am Körper befestigt. Momente werden auf den menschlichen Körper übertragen. Neben den technischen Anforderungen sind die des Menschen verstärkt zu berücksichtigen. Die nahe an den Extremitäten anliegenden Konstruktionen sind hinsichtlich ihrer Geometrie, Geräuschentwicklung, technischen Leistungsfähigkeit, sowie Überlastschutz und dem Verhalten beim Sturz des Nutzers zu erforschen. Die Ausarbeitung einer Empfehlung zur Optimierung der Hardware und dem zweckmäßigen Einsatz der Antriebe ist angestrebt.

Vorgehensweise:
Zur Auslegung der Systeme wurde ein Versuch zur vorläufigen Ermittlung von Gelenkgeschwindigkeiten und deren Momenten durchgeführt. Angelehnt an die VDI 2221 wurde zur Präzisierung und systematischen Erarbeiten von Lösungsansätzen eine Anforderungsliste im Expertenteam erstellt. Zusätzlich sind Normen zu Sicherheitsanforderungen für persönliche Assistenzroboter und kollaborierende Roboter hinsichtlich Sicherheit und der später angestrebten Serienreife berücksichtigt. Durch die Methodik des Paarvergleichs konnten diese priorisiert und mehrstufige Quality Gates unter Einteilung in ABC-Klassen erarbeitet werden. Verschiedene Teillösungen wurden unter Zuhilfenahme entsprechender Literatur und/oder der Durchführung von Versuchen ermittelt. Taugliche Lösungsansätze wurden im Morphologischen Kasten zu Konzepten kombiniert, bewertet und erste Funktionsmodelle gefertigt. Auf einem speziell hierfür entwickelten Prüfstand werden diese auf ihre technischen Eigenschaften untersucht. Hierzu sind verschiedene Prüfabläufe ausgearbeitet. Die mit Hilfe kalibrierter Gewichte und Messgeräte erfassten Daten werden mit den Anforderungen verglichen und die technische Tauglichkeit bewertet. Ergänzend sind Probandenversuche zur Erfassung des Empfindens hinsichtlich der Geometrie, Bewegungsfreiheit, sowie der Unterstützung durch den Antrieb durchzuführen.

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Raum 2
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Wanner