Willkommen auf der ALDURO-Projektseite!
Motivation
Um in unwegsamen Gelände schwere Lasten zu bewegen bieten sich Maschinen, die Beine und Räder besitzen, wie z.B. Schreitbagger, zur Nutzung an. Der herausragendste Vorteil solcher Maschinen ist die Fähigkeit, sich in unwegsamen Gelände fortzubewegen. Mögliche Anwendungsgebiete für Lauf-Arbeitsmaschinen sind Anwendungen im Freiland wie im Forstbereich oder zum Aufbau von Lawinenschutz. Kleinere Roboter dieser Bauart können eingesetzt werden um unzugängliche, gefährliche oder verseuchte Gebiete zu untersuchen. Sie kombinieren die Vorteile einer Laufmaschine -Mobilität in unbekanntem Gelände- mit der höheren Stabilität und Geschwindigkeit eines Radfahrzeuges. Dabei wird die Vorwärtsbewegung durch angetriebene Hinterräder oder durch die Nutzung eines Manipulators, der oben an der Plattform der Maschine (wie der Baggerarm mit -schaufel) angebracht ist. Eine der neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Schreitbagger ist der roboTRAC, der eine erhöhte Mobilität der Vorderbeine gegenüber vorherigen Modellen hat. ALDURO verfeinert dieses System noch weiter.
Forschungsschwerpunkte
Im Gegensatz zu oben erwähnten existierenden Maschinen wir die Vorwärtsbewegung des ALDURO (Anthropomorphically Legged and Wheeled Duisburg Robot) durch die koordinierte Bewegung der Beine erreicht. Dabei kann die Maschine entweder als vierbeinige Laufmaschine oder, anstelle der hinteren Füße mit zewi montierten Rädern, als kombinierte Lauf- und Fahrroboter. Systeme dieser Größe und Gewichts können nur mit Hilfe von hydraulischen Aktuatoren effektiv angetrieben werden. Die Aktuatoren und Übertragungsmechanismen bilden kinematische Schleifen. Das Hauptmerkmal des mechanischen Aufbaus, und seiner Darstellung als Mehrkörpersystem, ist die geschlossene kinematische Schleife, die mit der Mehrkörpersimulationsbibliothek MOBILE modelliert werden.
Prototyp
ALDURO wird durch einen Fahrer gesteuert, der auf der Plattfrom sitzt. Dieser führt das System durch, mit Hilfe eines Joysticks, angegebene kartesische Koordinaten. DIese Kommandos werden durch einen zentralen Kontroll-Computer interpretiert, der autonom die notwendige Schrittfolge, um die MAschine in die vorgegebene Richtung zu bewegen, generiert.
Hardware
Der Prototyp hat eine Länge von 3,50m und ist 2,40m breit, seine Masse beträgt in etwa 1800kg. Die Masse des Roboters ist so hoch, weil ein hohes Maß an Autonomie gefordert ist. Die Energie, die benötigt wird, um den Hydraulikkreis anzutreiben und den Rechner zu versorgen, wird durch einen modernen Verbrennungsmotor mit ungefähr 40kW aufgebracht (ein Drei-Zylinder-Turbolader Benzin Motor eines SMART-Autos), der im hinteren Bereich der Plattform eingesetzt ist. Momentan macht das hydraulische Antriebssystem, den Motor eingeschlossen, etwa 40% des Gesamtgewichts ALDUROs aus.
Software
Die Kontrollsoftware läuft auf einem Intel P3 700MHz cPCI Rechner mit einem Echtzeit erweiterten Debian-Linux-System. Zur Implementierung wurde das modulare, netzwerktransparente Software-Framework MCA2 (GPL Open Source, FZI Karlsruhe) genutzt. Es erlaubt die einfache Strukturierung des Projekts und bietet zudem eine graphische Benutzerschnittstelle zum Bedienen und Überwachen des Roboters.
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