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Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus Zimmermann

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Anzahl der Treffer: 673
Erstellt: Tue, 23 Jul 2019 07:43:46 +0200 in 0.0225 sec


Carrillo Li, Enrique Roberto;
A contribution to the investigation of the rolling movement of mobile robots based on tensegrity structures - Ilmenau - 110 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit hat ihren Ursprung in den Algorithmen und Ansätzen zur Analyse eines Roboters mit variabler Geometrie, der an der TU Ilmenau entwickelt wurde. Ein solcher Roboter hat einen anfangs zylindrischen Roboter in eine kegelstumpfförmige Geometrie umgewandelt, um um die vertikale Achse drehen zu können, die sich am Erzeugungspunkt eines solchen Kegels befindet. Die vorliegende Arbeit beginnt mit einer Einführung der Grundlagen für das Studium von Tensegrity-Strukturen; Später werden aus den variablen Parametern der geometrischen Beschreibung des Roboters die kinematischen Gleichungen von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung für jeden Punkt der Geometrie des Roboters ausgewertet. In demselben Kapitel wird eine Alternative zum Vorhersagen der Bahn des Roboters unter Verwendung einer Klothoide vorgeschlagen. Diese Kurve hat den Zweck, Gleichungen der Bewegungsbahn des geometrischen Mittelpunkts des Roboters zu geben. In einem folgenden Kapitel werden die Steuerungsalgorithmen für die Abrollbewegung des Roboters sowie eine mögliche konstruktive Form vorgestellt, die zuvor für eine ähnliche Anwendung verwendet wurde. Im letzten Kapitel werden verschiedene Alternative von Materialien für die Herstellung des Roboterkörpers sowie die Grundlagen eines Ansatzes zur Bewertung gekrümmter Zugstrukturen vorgestellt. Darüber hinaus wird eine Berechnungsform für die spätere Entwicklung der endgültigen Geometrie des Roboters vorgeschlagen.



Ehrhardt, Tristan;
Entwicklung von Sensorkonzepten für nachgiebige Tensegrity Strukturen - Ilmenau - 78 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die Entwicklung von Robotersystemen, wie zum Beispiel Greifer und mobile Bewegungssysteme, auf Basis von Tensegritystrukturen an der Technischen Universität Ilmenau ermöglichen neue Lösungsansätze für Leichtbau und Nachgiebigkeit. Der aktuelle Entwicklungsstand sind aktuierte Strukturen ohne sensorische Rückmeldung. Um diese Systeme funktional zu erweitern, ist die Integration geeigneter Sensorik, welche die speziellen Eigenschaften von Tensegrity berücksichtigt, notwendig. Ziel dieser Weiterentwicklung ist die Steigerung von Autonomie, Zuverlässigkeit und Funktionalität. Auf Basis einer Zusammenfassung von Eigenschaften und Definitionen werden allgemeine mathematische, mechanische und geometrische Betrachtungen durchgeführt. Mittels analytischer Betrachtung der gegebenen Strukturkonfiguration, kann die Anzahl und Art unabhängiger Messgrößen bestimmt werden, welche zur Messung der Form dieser Struktur notwendig sind. Es wird ein Überblick geeigneter Sensorlösungen zur Längen- und Winkelmessung gegeben und mögliche Konzepte zur Integration gegeben. An Hand zweier existierender Prototypen werden die allgemeinen Sensorikansätze beispielhaft angewandt.



Nunuparov, Armen; Becker, Felix; Bolotnik, Nikolai N.; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus;
Dynamics and motion control of a capsule robot with an opposing spring. - In: Archive of applied mechanics : (Ingenieur-Archiv). - Berlin : Springer, ISSN 1432-0681, First Online: 11 June 2019

Non-classical locomotion systems have the perspective for a wide application in the vast fields of bio-medical and maintenance technology. Capsule bots are small, simple, and reliable realizations with a great potential for practical application. In this paper, the motion of a capsule-type mobile robot along a straight line on a rough horizontal plane is studied applying analytical and experimental methods. The robot consists of a housing and an internal body attached to the housing by a spring. The motion of the system is generated by a force that acts between the housing and the internal body and changes periodically in a pulse-width mode. The average velocity of the motion of the robot is studied as a function of the excitation parameters. The results from the model-based and experimental investigations agree with each other. It can be concluded that the presented robot design can be a basis for the creation of mobile robotic systems with locomotion properties that can be controlled by the parameters of a periodic actuation force.



Merker, Lukas; Scharff, Moritz; Behn, Carsten;
Approach to the dynamical scanning of object contours using tactile sensors. - In: IEEE Xplore digital library - New York, NY : IEEE, (2019), S. 364-369

Chavez Vega, Jhohan; Schorr, Philipp; Scharff, Moritz; Schale, Florian; Böhm, Valter; Zimmermann, Klaus;
Towards magneto-sensitive elastomers based end-effectors for gripping application technologies. - In: IEEE Xplore digital library - New York, NY : IEEE, (2019), S. 217-222

Merkulov, Dmitri I.; Pelevina, Daria A.; Turkov, Vladimir A.; Becker, Tatiana; Naletova, Vera A.;
Experimental research of the multistability of bodies with magnetizable elastomer. - In: Magnetohydrodynamics - Salaspils : Inst. of Physics, Univ. of Latvia, ISSN 0024998x, Bd. 55 (2019), 1/2, S. 125-132

Becker, Tatiana I.; Böhm, Valter; Chavez Vega, Jhohan; Odenbach, Stefan; Raikher, Yuriy L.; Zimmermann, Klaus;
Magnetic-field-controlled mechanical behavior of magneto-sensitive elastomers in applications for actuator and sensor systems. - In: Archive of applied mechanics : (Ingenieur-Archiv). - Berlin : Springer, ISSN 1432-0681, Bd. 89 (2019), 1, S. 133-152

https://doi.org/10.1007/s00419-018-1477-4
Dubovikova, Nataliia; Gerlach, Erik; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus;
Mathematical modeling of friction stir welding considering dry and viscous friction. - In: Applied mathematical modelling : simulation and computation for engineering and environmental systems. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 67 (2019), S. 1-8

Sumi, Susanne; Böhm, Valter; Schorr, Philipp; Zentner, Lena; Zimmermann, Klaus;
Compliant class 1 tensegrity structures for gripper applications. - In: EuCoMeS 2018 : proceedings of the 7th European Conference on Mechanism Science. - Cham : Springer International Publishing, ISBN 978-3-319-98020-1, (2019), S. 392-399

This paper describes concepts for finger-grippers based on compliant multistable class 1 tensegrity structures. Two of these concepts are selected and examined in detail. With theoretical investigations the member parameters and the resulting gripping forces are determined. There are done dynamical analyses of one of these grippers to obtain the behaviour with an actuation force. Moreover demonstrators of both grippers are built.



https://doi.org/10.1007/978-3-319-98020-1_46
Nunuparov, Armen; Becker, Felix; Bolotnik, Nikolai N.; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus;
Vibration-driven capsubot with an opposing spring: an experimental study. - In: ROMANSY 22 Robot Design, Dynamics and Control : Proceedings of the 22nd CISM IFToMM Symposium, June 25-28, 2018, Rennes, France. - Cham : Springer, (2019), S. 126-133

A vibration-driven locomotor (capsubot) consisting of a rigid housing and an internal body connected to the housing by a spring is considered. The system is driven and controlled by an electromagnetic actuator that provides a force interaction between the housing and the internal body. The housing moves along a line on a horizontal plane with dry friction. The control voltage is applied to the robot in a periodic pulse-width mode, the voltage polarity remaining unchanged. Theoretical analysis predicts that the speed and direction of motion of the robot can be controlled by varying the period or/and the duty cycle of the control signal. An experimental prototype of the robot is built and the experiments are performed. The experiments confirm the theoretical prediction.