Das Gelenk | Die Firma igus GmbH bietet mit ihrem "robolink" ein besonders interessantes Mehrachsgelenk für Robotikanwendungen an. Es stellt zwei Freiheitsgrade zur Verfügung, eine Schwenk- und eine Drehbewegung. Die Kraftübertragung in das Gelenk erfolgt dabei biomimetisch über Seilzüge. Ich freue mich besonders, dass die igus GmbH so freundlich war, mir ein Muster des robolinks zur Verfügung zu stellen, um damit als Betatester ein wenig zu experimentieren. Auch wenn ich schon einige konkretere Ideen zum Einsatz dieses Gelenkes im Hinterkopf habe, sind meine ersten Versuche damit eher allgemeiner Art. Zunächst geht es mir darum, Erfahrungen in Bezug auf eine sinnvolle Motorisierung zu sammeln.

Hier zunächst einige Übersichtsbilder vom robolink:

Motorisierung | Einen ersten Motorisierungsversuch konnte ich erfolgreich abschließen. Ich habe in diesem Falle versucht, die Aktuatoren, hier einfache Getriebemotoren, nah an das Gelenk zu bringen. Mein Aufbau erlaubt es aber natürlich prinzipiell auch, hier größere Distanzen zu wählen. Die Umsetzung der Rotationsbewegung des Motors in eine Linearbewegung der Seilzüge erfolgt über Seilscheiben, die ich für diesen Zweck angefertigt habe.

Ansteuerung der Motoren | Zur Ansteuerung der Motoren kommen H-Brücken zum Einsatz. Diese erlauben Vorwärts- und Rückwärtslauf sowie das Abbremesen der Motoren. Die Motordrehzahl wird mittels Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuert. Im aktuellen Stadium werden alle Steuerungsaufgaben von meinem miniAVR-Board übernommen. Das folgende kleine Video soll einen Eindruck vom aktuellen experimentellen Stadium vermitteln.

Auslesen der Gelenkstellungssensoren | Ich habe mittlerweile ein Gelenk mit integrierten Stellungssensoren von igus erhalten. Bei den Sensoren handelt sich zum einen um magnetische inkrementale Rotationsencoder, die mit einer Auflösung von zirka 0.07° über Stellungsänderungen informieren. Um die absolute Gelenkstellung berechnen zu können, ist außerdem pro Freiheitsgrad ein Hall-Sensor integriert, der einen Referenzpunkt (Mittelstellung) detektiert. Aus der Kombination dieser Informationen lässt sich sehr robust die absolute Stellung der Freiheitsgrade ermitteln, wie das folgende Video zeigt.