Informationen und Hinweise zur Lehrveranstaltung

  • Planung, Entwicklung und Konstruktion komplexer mechatronischer Systeme
  • Ansteuerung unterschiedlichster Aktoren ausgehend von durch Sensoren erfassten Funktionsgrößen
  • Modellbildung und praktische Anwendung computergestützter Mess-, Steuerung- und Regelungssystemen

Im Wintersemester 2011/2012 wurde von den Studenten ein lauffähiges elektromechanisches Käfersystem entwickelt und gebaut.

Von besonderem Interesse ist dabei das Bewegungskonzept des Käfers:
jedes Bein wird mittels zweier Drähte aus Formgedächtnislegierungen (FGL), die als Aktoren dienen, bewegt. Durch Einschalten entsprechender FGL-Gruppen durch den Mikrocontroller wird im Draht elektrische Leistung in Wärme umgesetzt, wodurch der Draht eine Gefügeänderung vollzieht und sich verkürzt. Nach dem Abschalten dehnt sich der Draht auf seine ursprüngliche Länge aus. Über Hebelmechanismen werden die Drahtdehnungen in Beinbewegungen umgewandelt.

Quelle: O. Köhler, T. Zander, F. Schwartzkopf, R. Kamgil

 

 

Schemata der Beinbewegung vom Käfer
Bewegungskonzept des Käfers: jedes Bein wird mittels zweier Drähte aus Formgedächtnislegierungen (FGL), die als Aktoren dienen, bewegt.
Lauffähiges elektromechanisches Käfersystem #2

Im Wintersemester 2012/2013 wurde von den Studenten ein Slotcar entwickelt, welches eine Rennstrecke autonom befahren soll. Unter Einsatz verschiedener On-Board-Sensoren werden Streckenparameter erfasst und mittels Mikrocontroller verarbeitet. Komplexe regelungstechnische Abläufe optimieren das Fahrverhalten.

 

 

Slotcar #1
Slotcar #2
Programmierung des Slotcars

Projektziel im Wintersemester 2015/2016  war es, ein einfaches Gerät zum additiven Fertigen auf der Basis von Stereolithographie (mit UV-Laser) als Labormuster aufzubauen und erfolgreich zu testen. Das Gerät soll möglichst komplexe Körper mit möglichst hoher Genauigkeit herstellen können. Das Materialkostenbudget betrug 200,- €.

Aufbau des Druckers
Innenwand links (1), Motor Z-Achse (2), Bodenplatte (3), Ständerwerk (4), Photopolymerbehälter (5), Einlegeplatte (6), Innenwand rechts (7), Schlitten Y-Achse (8), Schlitten X-Achse mit Laser (9), Motor X-Achse (10), Motor Y-Achse (11), Zwischenplatte (12), Schlitten Z-Achse (13)
Gedruckter Hohlzylinder mit Fensterausschnitt
Gedruckter Würfel mit freitragender Gitterstruktur über Photopolymerbehälter

Quelle: A. Kuhl, J.-E. Meißner, M. Pfeiffer, L. Tilger