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Created on: Thu, 18 Jul 2024 23:06:52 +0200 in 0.0541 sec


Böhm, Valter; Kaufhold, Tobias; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus
Dynamic analysis of the rolling locomotion of mobile robots based on tensegrity structures with two curved compressed components. - In: Mathematical and numerical approaches, ISBN 978-83-7283-706-6, (2015), S. 105-116

Behn, Carsten; Bolotnik, Nikolai N.; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus
Mechanics of terrestrial locomotion systems in application to mobile robots. - In: Mathematical and numerical approaches, ISBN 978-83-7283-706-6, (2015), S. 91-104

Siedler, Konrad; Behn, Carsten
Long-term behavior of adaptive strategies for artificial sensors due to receptors. - In: Control and stability, ISBN 978-83-7283-708-0, (2015), S. 551-562

Linß, Sebastian; Milojeviâc, Andrija; Pavloviâc, Nenad D.; Zentner, Lena
Synthesis of compliant mechanisms based on goal-oriented design guidelines for prismatic flexure hinges with polynomial contours. - In: Proceedings of the 14th IFToMM World Congress, ISBN 978-986-04-6098-8, (2015), insges. 6 S.

Compliant mechanisms are state of the art in high-precision motion systems. Therefore, often prismatic flexure hinges with basic cut-out geometries are used as revolute joints to realize an approximated rotation of a few degrees. Since the motion range and precision of a compliant mechanism depend on the flexure hinge design, the contour and hinge dimensions have to be considered as free parameters for the synthesis. Regarding this, polynomial contours are particularly suitable because they allow a simple modelling and a variable design too. In this paper, novel design guidelines for compliant mechanisms with identical or different polynomial contours are presented based on the rigid-body replacement synthesis method. Using the example of a compliant slider-crank mechanism it will be shown that the stress and path accuracy for the rectilinear guiding of a coupler point can be improved by using a look-up table and design graph instead of a multi-criteria optimization.



http://dx.doi.org/ 10.6567/IFToMM.14TH.WC.PS10.008
Milojeviâc, Andrija; Pavloviâc, Nenad D.; Linß, Sebastian; Zentner, Lena
A new adaptive controllable shape morphing compliant structure with embedded actuators and sensors. - In: Proceedings of the 14th IFToMM World Congress, ISBN 978-986-04-6098-8, (2015), insges. 8 S.

This paper presents a new adaptive controllable shape morphing compliant structure with embedded actuators and sensors. The shape morphing structure is obtained through simultaneous synthesis of compliant mechanism topology and actuators. We improved the existing design methodology so that compliant systems without intersecting elements were obtained. By embedding actuators within the compliant structure (compliant mechanism) it is possible to develop an adaptive system. It will be shown that by embedding the Nitinol wires - SMA (shape memory alloy) - as actuators the shape morphing structure could achieve multiple shapes of its output surface. Sensors are embedded as well. It will be shown that the shape morphing compliant structure with embedded conductive foam as sensing material is able to detect external pressure and thus its surroundings. Application of the developed shape morphing structure as an adaptive compliant gripper will also be shown.



http://dx.doi.org/10.6567/IFToMM.14TH.WC.OS13.051
Lichtenheldt, Roy; Hellerer, Matthias; Barthelmes, Stefan; Buse, Fabian
Heterogeneous, multi-tier wheel ground contact simulation for planetary exploration. - In: ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics, ISBN 978-84-944244-0-3, (2015), S. 924-935

Hagemann, Ronny; Rau, Thomas; Hügl, Silke; Rust, Wilhelm; Nölke, Christian; Kaierle, Stefan; Overmeyer, Ludger; Wesling, Volker; Wolkers, Willem Frederik
Möglichkeiten der funktionellen lokalen Konfiguration von Mikroaktoren aus Nickel-Titan für medizinische Implantate durch selektives Laserstrahlmikroschmelzen. - In: Neue Entwicklungen in der Additiven Fertigung, (2015), S. 109-124

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-48473-9_8
Carlstedt, Matthias; Brauer, Hartmut; Zimmermann, Klaus; Gerlach, Erik; Uhlig, Robert Peter
Identifikacija mechaničeskich sistem v metode tokovichrevoj defektoskopii siloj Lorenca :
Identification of mechanical systems in Lorentz force eddy current testing. - In: Problems of mechanics, ISSN 1512-0740, (2015), No. 4(61), S. 16-31

The paper deals with the mechanical modeling of the dynamics of force-proving instruments in the framework of Lorentz Force Eddy Current Testing (LET). An experimental setup for this kind of measurements is presented and the obtained Lorentz force signals are analyzed. The process of system identification is discussed for two different scenarios, using force profiles, computed in numerical field simulations, as known input signals. In the first case, two independent Single-lnput/Single-Output models were used to describe the dominant dynamical behavior of the experimental setup at relative high velocities. In the second case, a Multi-Input/Multi-Output model with three degree of freedoms is used to model the dynamics of a modified setup with a complex Haibach structure instead of a cylindrical permanent magnet. The signal analysis and the derivation of the Multi-Input/Multi-Output transfer function are emphasized and discussed in detail. LET requires a high velocity constancy during the linear motion of the specimen. Therefore, a mechanisms and its control is discussed, which is generating such aproperty on the output.



Hügl, Silke; Weiss, Claudia; Rau, Thomas S.; Lenarz, Thomas; Majdani, Omid
Automatisierung der Schliffpräparation zur dreidimensionalen Rekonstruktion histologischer Proben. - In: GMS current posters in otorhinolaryngology, head and neck surgery, ISSN 1865-1038, Bd. 11.2015, 11:Doc257, insges. 1 S.

http://dx.doi.org/10.3205/cpo001222
Fiedler, Patrique; Pedrosa, Pedro; Griebel, Stefan; Fonseca, Carlos; Vaz, Felipe; Zanow, Frank; Haueisen, Jens
Application parameters of dry electrodes for multichannel EEG. - In: International Conference on Basic and Clinical Multimodal Imaging, (2015), S. 114


   

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Created on: Thu, 18 Jul 2024 23:06:33 +0200 in 0.0531 sec


Preuß, Roman;
Verfahren und Anlagenprototyp zur Herstellung dünnwandiger Hohlzylinder aus Silikonelastomer mit integrierten Fluidkammern und -kanälen. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 198 S., 9,91 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Parallel als Druckausg. erschienen

Die minimal-invasive Chirurgie gewinnt innerhalb der invasiven Therapieverfahren weiterhin an Bedeutung, verspricht man sich davon doch eine schnellere Genesung des Patienten, verbunden mit einer Reduktion der finanziellen Aufwände für das Gesundheitssystem. Zu diesem Zweck werden Lokomotionssysteme benötigt, die sich aktiv in den natürlichen Körperhöhlen des Patienten fortbewegen können, um Arbeitskanäle und Operationswerkzeuge des Chirurgen von außen zum gewünschten Operationsfeld zu transportieren. Vollständig nachgiebige, miniaturisierte Systeme mit wurmartiger Fortbewegung sind dabei im Fokus der internationalen Entwicklungen. Eine wesentliche Limitation bei der Entwicklung und weiteren Miniaturisierung solcher Lokomotionssysteme besteht durch die verfügbaren Herstellverfahren. Die vorliegende Arbeit stellt ein neues Verfahren und einen Anlagenprototyp zur Herstellung dünnwandigen Hohlzylinders aus Elastomer vor, in deren Wandung im Rahmen des Verfahrens Fluidkammern und -kanäle integriert werden. Durch Befüllung der Miniaturfluidsysteme mit Fluid und Steuerung des ein- bzw. ausgepumpten Fluidvolumens, kann eine zielgerichtete Verformung der Kammern erzeugt werden. Durch Ausstattung des Hohlzylinder mit einer ganzen Reihe von Kammern und Kanälen soll so im Rahmen weiterer Entwicklungen eine peristaltische Sonde entstehen, die sich wurmartig im Wirbelkanal fortbewegen kann. Das vorgestellte Verfahren besteht aus den folgenden Schritten: 1. Auf einen Metallstab wird durch Tauchen (Dip-Coating) eine lösbare Trennschicht aus Photoresist aufgebracht. 2. Anschließend wird auf der Trennschicht und ebenfalls durch Tauchen eine erste, die innere Schicht aus Silikonelastomer erzeugt. 3. Diese Silikonschicht wird durch Aufsprühen (Spray-Coating) unter Nutzung spezieller Prozeßparameter mit Photoresist beschichtet, welches anschließend mittels Laser-Lithografie belichtet wird. 4. Nach dem Entwickeln, Spülen und Trocknen verbleiben auf der Oberfläche der Silikonschicht Resiststrukturen, die die späteren Fluidkammern und Zuläufe repräsentieren. 5. Diese Resiststrukturen sind Platzhalter für das innere, später mit Fluid gefüllte Volumen, wenn in einem weiteren Schritt erneut durch Tauchen die äußere Silikonelastomerschicht aufgebracht wird. In Anlehnung an die klassische Gießerei- und an die Mikrosystemtechnik können die Resiststrukturen auch als Opferstrukturen bezeichnet werden. 6. Anschließend wird der entstandene Silikonkörper mit entsprechenden Schlauchzuleitungen verbunden und über diese wird Lösungsmittel zugeführt, welches die Resiststrukturen auflöst. 7. Nach dem Spülen der Kammern und Zuläufe können diese mit dem Arbeitsfluid (z.B. sterile, isotonische Kochsalzlösung) befüllt werden.



http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000312
Zimmermann, Klaus; Zeidis, Igor; Pivovarov, Michail; Behn, Carsten
Motion of two interconnected mass points under action of non-symmetric viscous friction. - In: Archive of applied mechanics, ISSN 1432-0681, Bd. 80 (2010), 11, S. 1317-1328

This paper deals with the analysis of a one-dimensional motion of two mass points in a resistive medium. The force of resistance is described by small non-symmetric viscous friction acting on each mass point. The magnitude of this force depends on the direction of motion. The mass points are interconnected with a kinematic constraint or with an elastic element. Using the averaging method the expressions for the stationary "on the average" velocity of the systems's motion as a single whole is found. In case of a small degree of non-symmetry an explicit expression for the stationary "on the average" velocity of the system is derived. For the other case we obtained algebraic equations for the corresponding stationary velocity.



http://dx.doi.org/10.1007/s00419-009-0373-3
Tröbs, Anita;
Ein Beitrag zur Mehrkörperdynamik-Simulation von Nanopositionier-und Nanomessmaschinen mittels spezifischer Modellelemente. - Ilmenau : ISLE, 2010. - 154 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2010

Gegenstand der Dissertationsschrift ist die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPMM) als mechatronisches System im Allgemeinen, sowie einer vertikalen Positioniereinheit und deren funktions- und präzisionsbestimmender Baugruppen im Speziellen. Dabei erfolgt die Dynamiksimulation mit Modellen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen. Minimalmodelle der NPMM dienen in Verbindung mit Asymptotischen Methoden dazu, analytische Lösungen zur Beschreibung des stationären Verhaltens zu entwickeln. Durch den Vergleich der analytischen Ausdrücke für die stationären Amplituden mit experimentell ermittelten Werten wird die Bestimmung von messtechnisch schwer zugänglichen Parametern der NPMM möglich. Komplexe mechatronische Modelle der gesamten NPMM basieren auf der Einbindung realitätsnaher spezifischer Teilmodelle in das Virtuelle Prototyping. Es wird das Verhalten von Kugelbuchsenführungen, Messspiegelecken (einschließlich ihrer Lagerung über Kugel-V-Nut-Paarungen), Gestellelementen und Antriebseinheiten aus Grob-Feintrieb-Kopplungen mit großer Modelltiefe erfasst und analytisch / numerisch untersucht. Für die Parameteridentifikation bei Präzisionsführungen kommt ein speziell entwickelter Reibungsprüfstand zum Einsatz, der die genaue Analyse von Haft-Gleit-Übergängen ermöglicht. Basierend auf grundlegenden Untersuchungen u.a. zu Reibungseinflüssen werden die Grenzen der Positionierung aus Sicht der Dynamik diskutiert. Der in dieser Arbeit gewonnene Kenntnisstand zur computergestützten Dynamiksimulation einer z-Achse kann auf mehrachsige Positioniersysteme erweitert werden. Die Modellierung der o.g. Baugruppen kann als Basis für den Aufbau einer umfassenden Modellbibliothek für das Virtuelle Prototyping dienen.



Husung, Stephan; Mikalauskas, Robertas; Weber, Christian; Kästner, Tobias
Modelling of sound propagation of technical systems for real-time VR-applications. - In: Mechanika, ISSN 1392-1207, 2010, Nr. 4(84), S. 33-37

Greiser, Steffen; Böhm, Valter; Zimmermann, Klaus
Actuation of magnetic beads due to analogous position control by means of electromagnetic fields. - In: Actuator 10, (2010), S. 685-688

This paper refers to the positioning of magnetic beads independent from the arrangement of the electromagnets used. To demonstrate the off-axis positioning of magnetic beads such as ferrofluid droplets, ferrogels or ferroelastomers a basic assembly consisting of two electromagnets, a laser sensor and a FPGA is used. The controller is designed by means of a model of the plant which is described by nonlinear ordinary differential equations. Finally, the parameters of the control law are adjusted due to results of system identification and the controller itself is implemented on the FPGA. The latter actuates each electromagnet based on the derived control strategy whereat the dynamics behaviour of the positioning is characterised by a user-defined time constant. Experimental investigations confirm that the desired dynamic behaviour can be achieved.



Jentzsch, Alexander; Böhm, Valter; Greiser, Steffen; Zentner, Lena
An approach to electromagnetic actuated compliant mechanisms. - In: Actuator 10, (2010), S. 681-684

Zimmermann, Klaus; Zeidis, Igor; Bolotnik, Nikolai N.; Jatsun, Sergey
Dynamics of mobile vibration-driven systems robots. - In: Proceedings of the 10th IFToMM International Symposium on Science of Mechanisms and Machines, ISBN 978-90-481-3521-9, (2010), S. 465-477
Richtiger Name des Verf.: Klaus Zimmermann

Design of mobile robots that can move without wheels or legs is an important engineering and technological problem. Self-propelling mechanisms that consist of a body that has contact with a rough surface and internal masses are considered. Asymmetry in friction that is necessary for the robot to move can be provided in several ways. First, the robot can be equipped with specific contact devises that provide anisotropy for the coefficient of friction, i. e., the coefficient of robot can be covered with needles. Second, this asymmetry can be provided for istropic friction by changing the normal pressure of the robot on supporting surface. A number of mathematical models of such systems are presented in the paper.



Zimmermann, Klaus; Zeidis, Igor; Behn, Carsten
Mechanics of terrestrial locomotion : with a focus on non-pedal motion systems. - Dordrecht : Springer, 2009. - XX, 289 Seiten ISBN 3-540-88840-3
Literaturverzeichnis: Seite 279-286

Behn, Carsten;
Mechanical models and adaptive control of vibrissae-like sensors. - In: 10th Conference on Dynamical Systems - Theory and Applications, ISBN 978-83-929120-4-0, (2009), S. 703-710

Zimmermann, Klaus; Zeidis, Igor
Dynamical behaviour of a mobile system with two degree of freedom near the resonance. - In: 10th Conference on Dynamical Systems - Theory and Applications, ISBN 978-83-929120-4-0, (2009), S. 589-596