Abschlussarbeit: Kinematikskalierung für einen 5-segmentigen flexiblen Roboterarm

Die Abteilung Biomechatronics beschäftigt sich mit der Entwicklung und Verbesserung mechatronischer Produkte und Verfahren durch Anwendung von Techniken und Vorbildern aus der Natur. Im Fokus stehen hierbei Strukturen und Systeme zur menschennahen Interaktion oder körperinneren Anwendung. Ziel ist dabei das Erreichen einer hohen Funktionsdichte durch die Integration sensorischer, aktorischer und kinematischer Funktionen in die Werkstoffebene von Bauteilen, wodurch besonders kleine und leistungsstarke Komponenten entstehen. Das Technologieportfolio umfasst sowohl die Entwicklung und Anwendung von adaptiven Strukturen und programmierbaren Materialien, z.B. für die Menschennahe Robotik, als auch die Entwicklung notwendiger Integrations- bzw. Applikationsverfahren, wie z.B. das Multi-Material-Additive-Manufacturing. Die wissenschaftliche Arbeit ist dabei von einem hohen Grad an Interdisziplinarität geprägt und umfasst das Spektrum von Werkstoff- und Verfahrensentwicklung, ganzheitlicher Modellbildung über den Aufbau von Funktionsmustern bis hin zur Entwicklung seriennaher Komponenten bzw. Integrationsprozessen und deren Evaluation durch messtechnische Charakterisierung.

Was Du bei uns tust

Ziel der Abschlussarbeit ist die Entwicklung einer Seilzugkinematik eines roboterarmähnlichen Funktionsdemonstrators. Der Arm besteht aus 5 Segmenten, die eine schaltbare Steifigkeit zeigen und pneumatisch angetrieben werden (Link).
Im Zuge der Arbeit soll eine entsprechende Kinematik zunächst simulationsgestützt entwickelt und anschließend am Funktionsdemonstrator umgesetzt werden. Hierfür sind konstruktive Anpassungen am Bestandssystem eigenständig vorzunehmen. Die angepasste Struktur soll dann u.a. mithilfe von 3D-Druck-Verfahren gefertigt und montiert werden. Zur Validierung des umgesetzten Funktionsdemonstrators sind optische Messungen durchzuführen, die mit der Simulation abgeglichen werden.
Am Ende steht ein 5-segmentiger Demonstrator mit.
Die Schwerpunkte der Arbeit sind:

• Einarbeiten in die Thematiken Kinematik und Bewegungsaktorik von Soft Robotern und Kontinuumsrobotern, simulationsgestützte Kinematikentwicklung,
• Recherche zum aktuellen Stand der Bewegungsaktorik von Strukturen mit adaptiver Steifigkeit,
• Entwurf und simulationsgestützte Entwicklung einer Seilzugkinematik,
• Praktische Umsetzung der Kinematik am Strukturdemonstrator (u.a. konstruktive Anpassung verschiedener Elemente, 3D-Druck, Montage),
• Validierung der entwickelten Kinematik am Funktionsdemonstrator.
  

Was Du mitbringst

• Fortgeschrittenes Studium der Fachrichtungen Maschinenbau oder Mechatronik,
• Selbstständiges und zielstrebiges wissenschaftliches und praktisches Arbeiten,
• Handwerkliches Geschick und Experimentierfreude,
• Grundkenntnisse mit CAD- und FEM-Software.
  

Was Du erwarten kannst

• Einblick in spannende Forschungsprojekte,
• Interdisziplinäres und internationales Team,
• Aktive Einbindung in das Projektgeschehen,
• Flexible Arbeitszeiten, Freiraum und Verantwortung.
  

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. 

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Fragen zu dieser Position beantwortet gern:

Dipl.-Ing. Linda Weisheit

Tel.: 0351 / 4772 2144

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Kennziffer: 62809