Projektstand

In dieser Rubrik informiere ich über den aktuellen Stand und erkläre einige Bereiche meines Projekts ausführlicher. Diese aktualisiere ich und ergänze zusätzliche Aspekte. Weil es sehr viele Teilaspekte gibt, die miteinander verzahnt sind  reiße ich viele Punkte nur oberflächlich an. Schließlich möchte ich Sie hier nicht mit einem Fachvortrag langweilen. Daher habe ich die wichtigsten Dinge kurz und bündig zusammengestellt.

 

Ich habe mir gedacht ich skizziere Ihnen mal meine Ausgangssituation und gehe auch auf die Finanzierung meines Projekts ein. Interessant ist auch etwas über die Programmierung zu erzählen und einen kleinen Einblick in die Programme zu werfen. Ich zeige Ihnen auch gerne Teile meines ersten Testgelenks und gebe zusätzlich noch Auskunft über den Programmierfortschritt. Das Sahnebonbon, den zusammengebauten Prototyp, biete ich Ihnen gerne zum Schluss an.  Wenn Sie verstärktes Interesse an der Fertigung haben empfehle ich dort einen Bick hineinzuwerfen.

 

Schnappen Sie sich einen Kaffee oder Tee oder was Sie bevorzugen und schmökern durch die verschiedenen Bereiche. Ich kann mir vorstellen, dass ich Ihr Interesse geweckt habe. Es lohnt sich auch mal die Unterkategorien meiner Webseite zu besuchen, dort habe ich auch noch Einiges zum Projekt zusammengestellt. Jetzt wünsche Ihnen viel Spaß.

 

 

 

 

Ausgangssituation

Meine Schwester kann ihre Arme nur noch mit sehr viel Kraftaufwand und Mühe heben. Darum braucht sie häufiger Hilfe. Sie bräuchte also etwas, was Ihr dabei hilft ihre Arme zu heben oder etwas, das einen Ersatz für ihre Arme bildet. Ein Roboterarm mit Greifer oder Schlinge am Kopf wäre die ideale Lösung, denn Hebevorrichtungen erleichtern zwar das Heben der Arme unterstützen aber keine zusätzlichen Gewichte.

Bevor ich mich auf die Arbeit stürzen wollte habe ich erst mal überlegt, ob sich nicht schon vorher jemand die Mühe gemacht hat, einen Assistenzroboter zu bauen. Das Ergebnis war, dass es zwar kleine Assistenzroboter gibt, die kleinere Gewichte heben können, für den Alltag jedoch unbrauchbar sind, weil sie zu wenig Kraft haben. Es gab auch stärkere Modelle von bekannten Roboterherstellern, die für die Anwendungen meiner Schwester entweder viel zu sperrig oder viel zu teuer waren. Selbst ein Assistenzroboter aus dem Hilfsmittelkatalog der Krankenkasse kostet 47.000€ der im Vergleich zu anderen von bis zu 150.000€ bei namenhaften Roboterproduzenten noch günstig wirkt, dennoch viel zu teuer ist. Erschwerend kam hinzu, dass für viele Dinge im Alltag meist mehr als 1,5Kg Hubkraft benötigt werden.

Finanzierung (2017)

Während ich dabei war die Idee konstruktiv umzusetzen habe in mich mit meinem Vater zusammen in viele Richtungen erkundigt, wer mir bei der Umsetzung des Projekts helfen könnte. Zunächst mit mäßigem Erfolg, aber nachdem ich von der IDM-Stiftung erfahren hatte und den Stiftungsvorstand von meinem Vorhaben begeistern konnte, hatte ich eine gute Basis für weitere Anstrengungen.

 

Nachdem mich Herr Brehl und Herr Müller vom Magazin Seitenwechsel interviewt und vor kurzen einen Artikel veröffentlicht haben, geht es nun langsam voran.

 

Auch Carla Ihle-Becker und Klaus Dehnhard von Osthessen News haben uns mit einem online TV-Spot unterstützt, indem sie die Lebenssituation von Tamara und mir zeigen.

 

Das Hessenschau TV-Team mit Kristina Krost und die FFT in Fulda mit Manfred Hahl haben uns filmisch unterstützt und einen TV-Beitrag gemacht.

 

Ein Team von RTL-Hessen hat uns mit einem TV-Beitrag ebenfalls unterstützt.

 

Programmierung (2017)

Ein Roboter benötigt für die Bewegung Programme. Für die Realisierung wurde die Steuerungslogik, das Gehirn meines Roboters, in zwei größere Bereiche aufgeteilt. Der erste Teilbereich hat der Bachelorstudent Stephan Kirchner bereits erarbeitet. Sein Programm auf der Basis von ROS kann die Achsstellungen der Gelenke berechnen und den virtuellen Roboterarm an eine gewünschte Position bringen. Dieses Programm könnte man als planendes Gehirn meines Roboters bezeichnen.

 

Um den zweiten Teilbereich kümmert sich der Dozent Stephan Weber, der das Betriebssystem für die einzelnen Motoren meines Roboters programmiert. Dabei verwendet er eine komplexe Software, die dafür entwickelt wurde Maschinen in Echtzeit zu steuern. Er entwirft etwas ähnliches wie den Motorcortex für meinen Roboter, also einen Gehirnteil, der sich nur um die konkrete Bewegungsumsetzung kümmert.

 

Die abschließende Aufgabe von Prof. Dr. Alexander Gepperth ist diese Beiden Bereiche über eine Schnittstelle miteinander komunizieren zu lassen. Damit kann das Planungsprogramm dem  Bewegungsprogramm sagen, wohind der Roboterarm sich bewegen soll. Die verschiedenen Bereiche bauen aufeinander auf und können nur nacheinander umgesetzt werden.

Kinematiksimulation

Bei der Programmierung des plandenden Programms gibt es Fortschritte. Herr Prof. Dr. Alexander Gepperth hat einen Bachelorstudenten gefunden, der mit dem Programm Gazebo eine Berechnungssoftware für die Achsstellungen geschrieben hat. Er hatte ende Herbst 2017 damit begonnen eine virtuelle Roboterumgebung zu schaffen. Zusätzlich hat er ein Testmodell für seine Umgebung entwickelt und ein kurzes Video darüber gemacht. Hier ein Bild davon. Das Programm Gazebo ist gut dafür geeignet ralitätsnahe Belastungsbedingungen und auch Kinematiken von Maschinen zu simulieren.

Testgelenk (2018)

Ich wollte zunächst wissen, ob meine Idee im Kleinen funktioniert, bevor ich den ganzen Roboterarm baue. Jetzt mache ich innerliche Freudensprünge. Nach einer längeren Produktionsphase entsteht der erste Prototyp meines Robotergelenks. Die Firma Paul Himmelmann GmbH in Uffhausen hat die Einzelteile gefertigt und stellt das Gelenk Stück für Stück fertig. Dieses ist nun Wort wörtlich zum Greifen nah. Ich habe Mitte Februar 2018 die Firma nochmal besucht und mir die Fortschritte angesehen. Ich war begeistert.

 

Die Fertigung der Bauteile stellte die Firma in manchen Bereichen vor knifflige Probleme, die jedoch von den kompetenten Mitarbeiter meisterhaft gelöst wurden. Die Firma hat mich auf dem Laufenden gehalten und unterstützt mich. Ein paar Teile habe ich während meines Aufenthalts fotografiert.

Gehäuse

Das Gehäuse ist das komplizierteste Element, denn es muss leicht, kompackt und stabil sein.

Bremsenbuchse

Diese Bauteil beherbergt die selbstentwickelte Sicherheitsbremse.

Rotorbuchse

Die Rotorbuchse sorgt für die Drehmomentübertragung und ist ein besonders beanspruchtes Bauteil.


Das Testgelenk ist mittlerweile zusammengebaut und Tests haben gezeigt, dass meine Ideen grundsätzlich funktionieren. Darüber bin ich sehr erleichtert, weil es zeigt, dass es mit dem ganzen Roboter auch gehen wird.

Programmierfortschritte (2019)

Der Dozent Stephan Weber an der Fachhochschule Fulda unterstützt mich bei der Programmierung. Er arbeitet daran die Ansteuerung der Motoren zu realisieren und kümmert sich um die Inbetriebnahme. Da es sich um komplexe Abläufe und Software handelt benötigt man viel Zeit. Er macht Fortschritte und man wird die einzelnen Gelenke des Roboterarms bewegen können. Herr Prof. Dr. Gepperth wird sich darum kümmern eine Schnittstelle für die Steuer- und Betriebssoftware zu schreiben. Dies erfolgt, wenn die Betriebssoftware abgeschlossen ist.

Prototyp (2020)

Anfang September 2020 konnte der Zusammenbau bei der Firma Paul Himmelmann GmbH beginnen. Der Prototyp wurde in einem Zeitraum von sechs Wochen zusammengebaut. Details sind in der Kategorie "Fertigung" zu finden.

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Verwendungszweck: "Robimobil"

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Bild urheberechtlich geschützt.
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