Beschreibung
Die Hauptziele der Dissertation sind die Entwicklung einer Klassifikationsmethode für seilbasierte Roboter und die Erstellung einer Arbeitsraumanalysemethode speziell für eine bestimmte Klasse dieser Roboter.
Die Gewährleistung der menschlichen Sicherheit hat oberste Priorität, wenn Menschen und Roboter in einer gemeinsamen, unstrukturierten und dynamischen Umgebung koexistieren. In solchen Umgebungen sind Zusammenstöße unvermeidlich, daher muss deren Auswirkung durch verschiedene Designstrategien gemindert werden, wie z.B. Leichtbauweise und variable Steifigkeit. Seilbasierte Roboter besitzen beide dieser Eigenschaften und sind daher für solche Anwendungen gut geeignet.
Seilbasierte Roboter werden basierend auf den folgenden Kriterien klassifiziert: 1. Das Vorhandensein einer Menge von realisierbaren Seilspannungen, 2. Die Anzahl der kontrollierbaren und steuerbaren Freiheitsgrade, und 3. Die Stabilitätsanalyse der Haltung, wenn es mindestens einen unkontrollierbaren Freiheitsgrad gibt. Durch das Befolgen dieses Workflows können Designer die passenden Designwerkzeuge identifizieren, die mit jeder Klasse von seilbasierten Robotern assoziiert sind. Ein Werkzeug zur Arbeitsraumanalyse wird für Roboter, die in die Klasse der semi-kontrollierbaren und semi-steuerbaren eingestuft sind, entwickelt, um die Reihe der Designwerkzeuge zu vervollständigen. Die Methode verwendet einen dynamischen Relaxationsansatz basierend auf einem starren Körper, kombiniert mit einem Haltungsregler. Diese Methode findet effizient einen statischen Zustand für jeden seilbasierten Roboter, indem sie die fiktiven dynamischen Gleichungen löst, und ist besonders geeignet für Roboter mit unkontrollierbaren Freiheitsgraden.
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