maxon motor bewegt humanoide Roboter-Hand.

Die Entwicklung menschlich nachempfundener Roboterhände schreitet rasant voran, feinfühlige Greifer mit Fingern und Daumen werden von der Vision zur Realität. Bald werden Mehrfinger-Hände auch im Arbeitsalltag anzutreffen sein. Wo bis jetzt einfache, jedoch robuste Zwei- oder Drei-Fingergreifer im Einsatz stehen, werden bald komplexe Fünf-Finger-Hände auch filigrane Aufgaben ausüben können.

Die menschliche Hand ist unbestritten eines der universellsten und komplexesten Werkzeuge in der Natur. Seit Jahren erforschen Wissenschaftler die Vorzüge dieser evolutionären Konstruktion. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat in Zusammenarbeit mit dem Harbin Institute of Technologie (HIT) eine Roboterhand entwickelt. Ein herausragendes Merkmal der DLR-HIT-Hard II ist die vollständige Integration aller Motoren und Sensoren sowie der Leistungs- und Kommunikationselektronik in die Hand selbst. Dank kleinster und präziser Antriebstechnik und Hockleistungs-Bus-Technik setzt diese Entwicklung neue Massstäbe für menschenähnliche nachempfundene Greifhände. Die DR-HIT-Hand II bestehet aus fünf Fingern mit je vier Gelenken und drei Freiheitsfragen und ist im Vergleich zu ihrem Vorgänger DLR-HIT-Hand I kleiner und leichter.

maxon flat-Motoren als Antrieb
Jeder Finger benötigt mehrere, voneinander unabhängig ansteuerbare Antriebe. Deshalb sind insgesamt 15Motoren in die Finger und in die Handwurzel integriert. Die Antriebe sind flache, so genannte bürstenloseGleichstrommotoren. Besonderes Augenmerk ist auf die Information des Steuerungsrechners mit Positions- und Betriebsdaten zu legen. Nur so kann der diskrete Antrieb vor Ort seine Stärken voll ausspielen. Jedes Fingergelenk ist daher mit einem selbstentwickelten kontaktlosen Winkelsensor und einem Drehmomentsensor ausgestattet, die beide anwendungsbedingt sehr hoch auflösen müssen. Ein Hochgeschwindigkeits-Bus überträgt die anfallende Datenflut.

Die Antriebe EC 20 flat von maxon motor erfüllen gleich mehrere entscheidende Anforderungen. Die Motoren inklusive Hallsensoren bilden eine Einheit von nur 10.4 mm Länge bei einem Aussendurchmesser von 21.2 mm und einem Gewicht pro Motor von 15 g. Sie werden mit den Harmonicdrive-Getrieben der Reihe HDUC 05 mit gleichem Durchmesser zu einer Einheit verbunden.

Die 3 Watt Motoren sind in einer 12 oder 24 V Ausführung erhältlich und leisten ein maximales Drehmoment von 8,04 mNm. Ein gutes dynamisches Verhalten und vorgespannte Kugellager sorgen für präzises Ansprechverhalten auf Steuerungsbefehle, dies auch bei Drehrichtungswechsel. Die digitalen Hallsensoren melden der Steuerung dabei immer exakt die tatsächliche Position. Die Motoren drehen im Leerlauf mit 9.300 U/min.

Dank der kompakten Antriebstechnik mit Rückmeldung und schneller Datenübertragung per Bus-Technik ist die neue DLR-HIT-Hand II sehr feinfühlig und präzise zu steuern. Mikromechanik und Mikroelektronik ergänzen sich perfekt. Heute lassen sich mit Standardbauteilen und einem guten Konzept Produkte herstellen, die früher selbst mit teuren Spezialentwicklungen undenkbar waren.

 © maxon motor ag

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