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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Dielektrischer Elastomer Aktor zum Aufbau eines soften Roboterarms

Wednesday (18.09.2019)
16:30 - 17:00 Uhr Appendix
Bestandteil von:


Roboter können die Arbeit von Menschen in vielen Bereichen unterstützen und erleichtern. Bei dieser Zusammenarbeit ist es wichtig, dass die Roboter den Menschen nicht behindern oder schlimmer noch verletzen können. Ein Ansatz zur Lösung dieser Herausforderung bietet die Soft Robotik: Roboter aus weichen Materialien können Verletzungen des Menschen verhindern, wenn diese mit ihm in Kontakt kommen. Ein Material, das für diesen Einsatz geeignet ist und dessen Verwendung in vielen Bereichen der Aktorik untersucht wird, sind dielektrische Elastomere (DEs). Diese bestehen aus Elastomerfolien, die beidseitig mit dehnfähige Elektroden beschichtet sind. Sie ändern ihre Form durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die kondensatorähnliche Struktur. Die hieraus resultierenden gegensätzlichen elektrischen Ladungen auf den beiden Elektroden führen zu elektrostatischen Anziehungskräften und damit zu einer Dickenkompression der Folie. Aufgrund der Inkompressibilität bewirkt dies zusätzlich eine Vergrößerung der Membranfläche. Diese Flächenvergrößerung wird in dem hier präsentierten Aktor genutzt, um einen Roboterarm in eine vorgesehene Richtung zu neigen. Der Aktor besteht aus zwei gegeneinander vorgespannten runden DE-Membranen, wobei die Elektroden in vier radial verteilte, einzeln ansteuerbare Segmente unterteilt sind. Die Achse, die die Mitte der beiden Membranen verbindet, kann durch das Anlegen einer Spannung an die umliegenden Segmente gekippt werden. Durch die Ansteuerung dieser acht Segmente können zusätzlich Bewegungen in alle drei Raumrichtungen erzeugt werden. Viele solcher Elemente können zu einem flexiblen Roboterarm kombiniert werden. Kommt ein solcher Arm mit einem anderen Objekt in Kontakt, kann dieses die weiche DE-Membran leicht verformen, was z. B. eine Verletzung von Menschen verhindert. Im Vortrag werden der Aufbau und die Funktionsweise dieses Aktors, sowie eine Demonstration der damit möglichen Bewegungsabläufe gezeigt.

Sprecher/Referent:
Sophie Nalbach
Universität des Saarlandes
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Steffen Hau
    Universität des Saarlandes
  • Dr. Gianluca Rizzello
    Universität des Saarlandes
  • Prof. Dr. Stefan Seelecke
    Universität des Saarlandes