Konzeption und prototypische Umsetzung eines kostengünstigen parallelen Seilroboters

Wissenschaftliche Analyse und Evaluation einer niederschwelligen Neuentwicklung für die Lehre, den privaten Einsatz und einen nachhaltigen Zugang zur Robotik
1. Auflage 2026
ISBN: 978-3-8191-0586-9
Verlag: Shaker

Buch, Deutsch, 205 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 240 mm, Gewicht: 406 g

Reihe: Berichte aus der Robotik

Parallele Seilroboter besitzen ein hohes Potenzial für Anwendungen mit großen Arbeitsbereichen, hoher Tragfähigkeit, geringen Kosten und vergleichsweise sicherer Mensch-Roboter-Interaktion. Ihr breiter Einsatz wird bislang jedoch durch die hohen Kosten etablierter Verfahren zur Posenbestimmung, den Aufwand für Regelung und Sensorik sowie die begrenzte Verfügbarkeit geeigneter Windensysteme erschwert.
Die vorliegende Arbeit untersucht diese Hindernisse und entwickelt ein modulares, kostengünstiges Robotersystem auf Basis weit verbreiteter Komponenten. Zentrale Beiträge sind die Erweiterung und Validierung einer seillängenänderungsbasierten Posenbestimmung als Alternative zu externen Trackingsystemen, ein fehlertolerantes Doppelrollenkapstan-Windensystem zur präzisen Seilaktuation sowie eine kostengünstige Kraftmessung und -regelung mit Sensorfusion. Die entwickelten Komponenten werden zu einem verteilten Gesamtsystem mit Mikrocontrollern, zentraler Steuersoftware, Smartphone-Sensorik und Simulationsanbindung integriert.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass sich mit diesem Ansatz ein funktionsfähiger, verwicklungsrobuster Seilroboter mit zimmergroßem Arbeitsraum, geringer Drift, ausreichender Genauigkeit, praxistauglicher Tragfähigkeit, automatisiertem Werkzeugwechsel und brauchbarer Kraftkontrolle bei Materialkosten von unter 1000 € realisieren lässt. Damit wird gezeigt, dass parallele Seilroboter auch jenseits industrieller Anwendungen eine realistische Grundlage für eine breit zugängliche, niederschwellige, flexible und wirtschaftliche Robotik bilden können.

Autoren/Hrsg.

Meusener, Jan-Hendrik