Energieoptimale Bahnplanung durch Ausnutzung natürlicher Bewegungsmuster

Energieoptimale Bahnplanung durch Ausnutzung natürlicher Bewegungsmuster

In Fortsetzung der Forschungsarbeiten zu unteraktuierten Manipulatoren, bei denen die Bewegung passiver Gelenke über die dynamischen Kopplungen wie Trägheit, Coriolis- und Zentrifugalkräfte geschieht, sollen diese Kopplungen bewusst zu einer energieroptimalen Bahnplanung vollaktuierter Systeme ausgenutzt werden.

Beschreibung

Natürliche Bewegungen von Menschen und Tieren zeigen eine evolutionär entstandene Ausnutzung der dynamischen Kopplungen zwischen einzelnen Gliedern. Innerhalb dieses Projektes soll daher in Analogie zu natürlichen Bewegungen die Ausnutzung nichtlinearer dynamischer Verkopplungen zur Reduktion des Energieaufwands in technischen Applikationen erfolgen.

Ziel ist die Entwicklung einer allgemeingültigen Methode zur Bahnplanung, die eine Energiereduktion von Mechanismen mit beliebiger Aktorkonfiguration gestattet. Grundlage hierfür ist das Zulassen von Abweichungen von der nicht energieoptimalen Solltrajektorie. Diese Abweichungen werden in Form eines Toleranzbandes definiert. Innerhalb des Toleranzbandes können die Verkopplungen in höherem Maße ausgenutzt werden was zu Bewegungen mit reduziertem Energieverbrauch führt.

In einem späteren Stadium soll die Bahnplanungsmethodik auf geschlossene kinematische Ketten übertragen werden. Dies ermöglicht unter anderem den Einsatz in Laufmaschinen, wie beispielsweise BARt-UH.