Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Sicheres Klettern eines radgetriebenen Roboters mit Unterdruckkammern an porösen Flächen
Eine automatisierte Inspektion von großen Betonoberflächen, wie sie bei Brücken, Staudämmen und Kühltürmen anzutreffen sind, ist eine große Herausforderung an einen Kletterroboter. In der Forschung löst keines der entwickelten Klettersysteme aufgrund der porösen Oberfläche und der Anforderung nach einer hohen Fortbewegungsgeschwindigkeit diese Problematik. In dieser Arbeit wird ein Roboter vorgestellt, der diese Anforderungen erfüllt und ein Konzept das ein sicheres Bewegen auf der Oberfläche gewährleistet. Das präsentierte Klettersystem besteht aus drei angetriebenen Lenkrädern, die es ermöglichen sich wie ein Fahrzeug an der Wand zu bewegen. Die spezielle Wahl der Antriebsräder gestattet es hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, die mit einer maximalen Beweglichkeit kombiniert wurden. Das Halten wird über sieben regelbare Unterdruckkammern realisiert, die im Gegensatz zu Saugnäpfen über die Oberfläche gezogen werden. Um dies zu realisieren wird ein flexibles Dichtungssystem benötigt, das gute Gleiteigenschaften besitzt und gleichzeitig die Kammern ausreichend abdichtet. Neben der Vorstellung des Kletterroboters Cromsci werden in der Arbeit die theoretischen Aspekte, um das System an der Wand zu halten und zu bewegen, behandelt. Ein geeignetes Steuerungskonzept für diese Art von Roboter lässt sich nur entwerfen, wenn die Zusammenhänge aus den physikalischen Gegebenheiten heraus modelliert wurden. Dazu werden aus unterschiedlichen Bereichen Hydrostatik, Strömungslehre, Kräfte und Bewegungen Grundlagen zusammengetragen, auf das spezielle Problem umgearbeitet und durch passende Lösungen erweitert. Aus den umgesetzten Modellen für das Fahrwerk und das Unterdrucksystem lassen sich dann Sicherheitskriterien ableiten, die zu ersten Ergebnissen führen. Diese bestätigen, dass das Konzept den Roboter theoretisch an der Wand halten kann, auch wenn mehrere Kammern aufgrund von Rissen in der Oberfläche ausgefallen sind.
Sicheres Klettern eines radgetriebenen Roboters mit Unterdruckkammern an porösen Flächen
Eine automatisierte Inspektion von großen Betonoberflächen, wie sie bei Brücken, Staudämmen und Kühltürmen anzutreffen sind, ist eine große Herausforderung an einen Kletterroboter. In der Forschung löst keines der entwickelten Klettersysteme aufgrund der porösen Oberfläche und der Anforderung nach einer hohen Fortbewegungsgeschwindigkeit diese Problematik. In dieser Arbeit wird ein Roboter vorgestellt, der diese Anforderungen erfüllt und ein Konzept das ein sicheres Bewegen auf der Oberfläche gewährleistet. Das präsentierte Klettersystem besteht aus drei angetriebenen Lenkrädern, die es ermöglichen sich wie ein Fahrzeug an der Wand zu bewegen. Die spezielle Wahl der Antriebsräder gestattet es hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, die mit einer maximalen Beweglichkeit kombiniert wurden. Das Halten wird über sieben regelbare Unterdruckkammern realisiert, die im Gegensatz zu Saugnäpfen über die Oberfläche gezogen werden. Um dies zu realisieren wird ein flexibles Dichtungssystem benötigt, das gute Gleiteigenschaften besitzt und gleichzeitig die Kammern ausreichend abdichtet. Neben der Vorstellung des Kletterroboters Cromsci werden in der Arbeit die theoretischen Aspekte, um das System an der Wand zu halten und zu bewegen, behandelt. Ein geeignetes Steuerungskonzept für diese Art von Roboter lässt sich nur entwerfen, wenn die Zusammenhänge aus den physikalischen Gegebenheiten heraus modelliert wurden. Dazu werden aus unterschiedlichen Bereichen Hydrostatik, Strömungslehre, Kräfte und Bewegungen Grundlagen zusammengetragen, auf das spezielle Problem umgearbeitet und durch passende Lösungen erweitert. Aus den umgesetzten Modellen für das Fahrwerk und das Unterdrucksystem lassen sich dann Sicherheitskriterien ableiten, die zu ersten Ergebnissen führen. Diese bestätigen, dass das Konzept den Roboter theoretisch an der Wand halten kann, auch wenn mehrere Kammern aufgrund von Rissen in der Oberfläche ausgefallen sind.
Sicheres Klettern eines radgetriebenen Roboters mit Unterdruckkammern an porösen Flächen
Hillenbrand, Carsten (Autor:in)
2010
228 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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MARKT Holzwerkstoffpreise klettern weiter
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Kunst zum Klettern, runderneuert
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