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Erstellt: Mon, 20 Sep 2021 17:24:39 +0200 in 5.2925 sec


Lee, Hyobin;
Ergonomic workplace assessment for spray painting the photocatalysts and suggestions for improvement. - Ilmenau. - 100 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die Lynatox GmbH war auf der Suche nach Maßnahmen, welche die wachsende Nachfrage nach ihrem Produkt 'Lynatox Clean Air' erfüllen und gleichzeitig die Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter verbessern. In dieser Arbeit wird der Arbeitsplatz für die Beschichtung von Photokatalysatoren bei der Lynatox GmbH untersucht und die damit verbundene physikalische, sowie die psychische Arbeitsbelastung und Arbeitsbeanspruchung der Arbeiter bewertet. Für die ergonomische Evaluierung werden physikalische Methoden - Leitmerkmalmethode bei manuellen Arbeitsprozessen (KIM-MHO), Rapid Entire Body Assessment (REBA), Quick Exposure Checklist (QEC) und Hauttemperaturmessung - und physiopsychologische Methoden - Fragebogen zur Erfassung mentaler Arbeitsbelastungen (FEMA), Flimmerverschmelzungsfrequenz (FFT) und Herzfrequenzmessung mit Dauerleistungsgrenze - durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dass die Arbeiter am Beschichtungsprozess einer hohen Arbeitsbelastung ausgesetzt sind und eine Neugestaltung des Arbeitsplatzes und des Arbeitsprozesses notwendig ist. Eine halbautomatisierte Beschichtungsanlage wird als Verbesserungsmaßnahme vorgeschlagen. Die Steigerung der Produktionsrate wird mit 320 % angenommen und es wird erwartet, dass die Maschine eine deutliche Reduzierung der physikalischen und mentalen Arbeitsbelastung und Arbeitsbeanspruchung bewirkt, indem sie die belastenden Körperbewegungen des Arbeiters übernimmt.



Beyer, Constantin Willem;
Ein Beitrag zur Ermittlung von Gelenkdaten mittels Oberflächen-Elektromyografie unter Nutzung von Open-Source-Hardware. - Ilmenau. - 51 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Oberflächen-Elektromyografie-Daten können dazu genutzt werden, Bewegungen unter Einbeziehung der beteiligten Muskeln zu beschreiben. Dieses Wissen kann möglicherweise genutzt werden, um die Bewegungsintention eines Nutzers zu prädizieren. In dieser Arbeit wird ein Messaufbau konzipiert, mit dem diese These für die Flexion und Extension im Ellenbogengelenk untersucht wird. Als Muskeln werden der Musculus brachioradialis, der Musculus biceps brachii und der Musculus triceps brachii für die Prädiktion untersucht. Ziel der Prädiktion ist die Gelenkwinkeländerung. Um die Gesamtkosten im Hinblick auf eine spätere Finanzierbarkeit für kleine und mittelständische Unternehmen sicherzustellen, wird das gesamte Messsetup mit Open-Source-Hardware realisiert. Die Messungen an drei Proband*innen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Lasten zeigen, dass der Musculus biceps brachii und der M. triceps brachii in einem adaptiven Berechnungsmodell ausreichen, um gute Prädiktionsergebnisse zu erzielen. Besonders, wenn die Elektromyografie-Signale mit höheren Lasten stärker werden, ist die Prädiktion sehr zuverlässig und nah an den wahren gemessenen Werten. Das Bestimmtheitsmaß liegt über alle Messungen im Mittel bei einem Wert von R2 = 0.8052. Wenn die Messungen ohne Last ausgeschlossen werden, steigt das Bestimmtheitsmaß auf R2 = 0.8940. Sowohl das Messsetup als auch die Berechnungsalgorithmen können noch weiter optimiert werden. Dennoch zeigen schon die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die Prädiktion der Gelenkwinkeländerung mit günstiger Open-Source-Technik und nur zwei gemessenen Muskeln erfolgreich sein kann.



Eilers, Paul Felix Maximilian;
Entwicklung eines Konzeptes für die technisch unterstützte anthropometrische Vermessung des Oberkörpers. - Ilmenau. - 76 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die Anzahl der Einsatzbereiche, in denen anthropometrische Daten angewendet werden können, wächst stetig. In dieser Arbeit werden existierende Konzepte beschrieben und mit der klassischen Anthropometrie verglichen. Anschließend werden Motion-Capture-Daten, die im Rahmen einer Probandenstudie erfasst wurden, verwendet, um anthropometrische Körpermaße zu berechnen. Mit der Verwendung von MATLAB können insgesamt elf anthropometrische Körpermaße aus den Daten berechnet werden. Die berechneten Werte werden Literaturwerten und nach der klassischen Anthropometrie gemessenen Werten gegenübergestellt. Die Abweichungen der Werte voneinander ist dabei nicht konsistent. Auf die Ergebnisse der Datenauswertung folgt abschließend die Methodenkonzeption zur anthropometrischen Vermessung des Oberkörpers mit einem Motion-Capture-Systemen. Die Erkenntnisse der vorherigen Datenanalyse und des Konzeptvergleiches fließen in das erstellte Konzept mit ein.



Sill, Yannick Lee;
Qualifizierung eines Foliendruckmesssystems durch Ermittlung und Überprüfung relevanter Einflussparameter und Ableitung von Empfehlungen zum Handling der Folien im Einsatz. - Ilmenau. - 91 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht das Verhalten der Prescale Druckmessfolie der Firma Fujifilm im Hinblick auf Auswirkungen durch die Verwendung dieser in gekrümmtem Zustand. Ergänzend wird das Verhalten bei unterschiedlichem Krümmungsradius, unterschiedlicher Krümmungsrichtung sowie die Auswirkung von Fluiden und unterschiedlicher Belastungsdauer betrachtet. Des Weiteren wird der beim Zuschneiden der Folie abgenutzte Bereich um die Schnittkante näher betrachtet und verschiedene Utensilien zur Trennung der Folie bezüglich ihrer Eignung verglichen. Dafür wurden unter Nutzung vollständig faktorieller Versuchspläne verschiedene Experimente durchgeführt und mithilfe der beigelegten Software und statistischen Mitteln ausgewertet. Zu den beobachteten Auswirkungen der Krümmung gehört eine erhöhte Standardabweichung der gepressten Fläche sowie die Abhängigkeit der Standardabweichung dieser Fläche vom Krümmungsradius. Ein signifikanter Unterschied durch Verwendung unterschiedlicher Krümmungsrichtungen konnte nicht bestätigt werden, jedoch ein hochsignifikanter Einfluss der Belastungsdauer auf den durchschnittlichen Druck. Die Anwesenheit von Flüssigkeit führte zur Störung des Reaktionsprozesses bzw. zum Verlaufen des Farbbildners. Aus den Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass der Einsatz der Prescale Folien auf gekrümmten Flächen ohne Einschränkung möglich ist. Jedoch gilt es die beobachteten Einflüsse auf die Standardabweichung der gepressten Fläche und weitere Parameter zu berücksichtigen.



Salem, Ahmed;
Aktoren mit variabler Steifigkeit für den Einsatz in aktiven Exoskelett-Systemen. - Ilmenau. - 100 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit dem antagonistischen Aktor mit einstellbarer Steifigkeit. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, den bereits bestehenden "LEVIAKTOR - Muskelgesteuertes Exoskelett zur Kraftunterstützung" Demonstrator in Betrieb zu nehmen und seine Funktionsweise zu analysieren. Das System besteht hauptsächlich aus zwei Servo-Motoren und aus einem Federsystem nach einem antagonischtischen Mechanismus. Die Kraft von den Motoren zum Abtrieb wird anhand eines Riemen weitergeleitet. Die Nachgiebigkeit des Demonstrators beruht auf drei linearen Zugfedern, die im Dreieck angeordnet sind. Zwischen den Motoren und dem Abtrieb wird der Riemen von Zugfedern unterbrochen, welche sich bei Rotation der Motoren in entgegengesetzte Richtung spannen. Die Zugfeder ist in der Strecke zwischen den beiden Motoren in Ruhe ausgedehnt und dient der Kompensation des Längenunterschiedes bei Spannung der beiden anderen Federn. Dazu wurde ein geeignetes Messprinzip entworfen, welches den Hall-Effekt nutzt. Mit Hilfe des Hall-Sensors kann der Auslenkungswinkel des Abtriebs erfasst und ausgewertet werden. Um die mechanischen Eigenschaften des Demonstrators zu charakterisieren, wurden verschiedene Messungen durchgeführt. Für die Auswertung der Messdaten wurde in der Softwareumgebung MATLAB (MathWorks®, Natick, Massachusetts, U.S.A.), ein GUI (engl. Graphical User Interface) und Datenstreamer-Add-In von Excel verwendet. Vorbereitend auf die in dieser Arbeit durchgeführten Versuche wird auf die Daten des Hall-Sensors durch ein Arduino-Uno verarbeitet. Zunächst werden die Grundlagen und der aktuelle Stand dargestellt. Die vorhandene Definition und Eigenschaften des Aktors werden zudem genauer untersucht. Als nächstes wird das verwendete Material und die Methoden zur Vorbereitung des Versuchs veranschaulicht. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Charakterisierung der Übertragungsfunktion aus den zwei Servo-Motoren und dem Abtrieb. Aus den sich ergebenden Schlussfolgerungen und Auswertungen konnten anschließend Verbesserungsmöglichkeiten an den bestehenden Demonstator vorgenommen werden, um es als Ellenbogen-Gelenk einzusetzen. Die Verwendung des Ellenbogen-Gelenks bezieht sich anschließend auf den Einsatz in aktiven Exoskellett-Systemen.



Wendt, Eric;
Konzeptentwicklung für eine Mikro-Zellkultivierungsanlage. - Ilmenau. - 93 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Im Projekt SACCA (System for Automated Cell Cultivation and Analysis, z. Dt. System für automatisierte Zellkultivierung und Analyse) wurde auf Basis langjähriger Untersuchung und Forschung des Fachgebietes Biomechatronik der TU Ilmenau in Zusammenarbeit mit weiteren ein automatisiertes System zu Kultivierung und Beobachtung tierischer Knochen und Knorpelzellen entwickelt. Mit dieser Arbeit soll ein Konzept eines Zellkultivierungssystems für Pflanzen- und Hefezellen auf dem aktuellen Entwicklungsstandes des Projekts SACCA unter Einhaltung der mechatronischen Konzeptentwicklung nach VDI 2206 entworfen werden. Hierzu wird eine Analyse des bestehenden Systems bezüglich der neuen Anforderungen vorgenommen, welche auf Basis einhergehender Recherche zum aktuellen Stand der Technik mikrofluider Zellkultivierungssysteme und dem Dialog mit späteren Anwendern erarbeitet werden. Gemäß den erarbeiteten Anforderungen erfolgt eine Ausarbeitung der notwendigen Funktionselemente sowie der funktionalen Zusammenhänge in Bezug auf das Gesamtsystem und der direkten Peripherie. Basierend auf diesen Funktionselementen werden Lösungsansätze mit verschiedenen Varianten erarbeitet, in Bezug auf definierte Kriterien bewertet und als Bestandteil für das Gesamtsystems ausgewählt.



Jabs, Leonie;
Inbetriebnahme und Qualifizierung eines Foliendrucksensormesssystems und Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten zu Bestimmung der Nutzerakzeptanz von Exoskeletten. - Ilmenau. - 88 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht das Foliendruckmesssystem PRESCALE der Firma Fujifilm im Hinblick auf eine spätere Verwendung beim Exoskelett LEVIAKTOR zur Überprüfung des Befestigungsdrucks am Oberarm. Dieser Druck darf 30 mmHg nicht überschreiten, um eine Verletzung des Gewebes zu vermeiden. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Foliendruckmesssystem in Betrieb genommen und qualifiziert. Zudem werden die bisherigen Einsatzmöglichkeiten ermittelt und die Anwendungsgebiete abgeleitet. Die Folie wird bereits für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Im medizintechnischen Bereich wird sie hauptsächlich in der Zahnmedizin oder zur Untersuchung von Gelenken angewandt. In Anbetracht der bisherigen Einsatzmöglichkeiten der Druckmessfolie und der Ergebnisse der Versuche zum Verhalten der PRESCALE Folie bei ebenen und unebenen Flächen, wird der Schluss gezogen, dass die Folie sich nicht dazu eignet, um den Befestigungsdruck des Exoskeletts zu bestimmen.



Planitzer, Phillip;
Konzept zur Gewichtsreduktion und Kapselung von Bauteilen eines Wheg-Roboters. - Ilmenau. - 151 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Das Fachgebiet Biomechatronik der TU Ilmenau entwickelt einen geländegängigen Roboter namens TerRoamer für die Exploration potenziell gefährlicher Umgebungen. Anhand der Verwendung von alternationskompensierten Whegs (engl. = Wheel-Legs) soll am Roboter gezeigt werden, dass dadurch die bauartbedingte Erschütterung des Whegs während des Fahrens minimiert und die Hindernistauglichkeit des Roboters verbessert werden kann. Für eine Reduzierung des Leistungsbedarfs für die Mobilität des Roboters werden im Rahmen dieser Arbeit unterschiedliche gewichtsreduzierende Maßnahmen ausgearbeitet und im Hinblick auf ihre Wirtschaftlichkeit miteinander verglichen und bewertet. Des Weiteren wird ermittelt, inwiefern eine Kapselung von Bauteilen gegenüber Schmutz und Wasser am bestehenden TerRoamer umgesetzt werden kann und welche Anforderungen diese Kapselungen erfüllen müssen. Basierend auf den erarbeiteten Ergebnissen wird die Entwicklung, die Kostenrechnung und das teilweise Herstellen der Bauteilkapselungen durchgeführt.



Inbetriebnahme und Qualifizierung eines Foliendrucksensormesssystems und Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten zur Bestimmung der Nutzerakzeptanz von Exoskeletten. - Ilmenau. - 88 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht das Foliendruckmesssystem PRESCALE der Firma Fujifilm im Hinblick auf eine spätere Verwendung beim Exoskelett LEVIAKTOR zur Überprüfung des Befestigungsdrucks am Oberarm. Dieser Druck darf 30 mmHg nicht überschreiten, um eine Verletzung des Gewebes zu vermeiden. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Foliendruckmesssystem in Betrieb genommen und qualifiziert. Zudem werden die bisherigen Einsatzmöglichkeiten ermittelt und die Anwendungsgebiete abgeleitet. Die Folie wird bereits für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Im medizintechnischen Bereich wird sie hauptsächlich in der Zahnmedizin oder zur Untersuchung von Gelenken angewandt. In Anbetracht der bisherigen Einsatzmöglichkeiten der Druckmessfolie und der Ergebnisse der Versuche zum Verhalten der PRESCALE Folie bei ebenen und unebenen Flächen, wird der Schluss gezogen, dass die Folie sich nicht dazu eignet, um den Befestigungsdruck des Exoskeletts zu bestimmen.



Piontkowski, Elisabeth;
Konzeption, Durchführung und Auswertung eines sEMG-Messsetups zur Skalierung eines muskuloskelettalen Menschmodells im Schulter-Arm-Bereich. - Ilmenau. - 44 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Muskuloskelettale Erkrankungen waren im Jahr 2017 für 22,5 % in Deutschland aller Arbeitsunfähigkeitstage und damit für 17,2 Mrd. Euro wirtschaftlichen Schaden verantwortlich. Um Arbeitsplätze ergonomischer zu gestalten können digitale Menschmodelle als Ergonomie-Analysetools in der Prozessplanung und -optimierung eingesetzt werden. Allerdings ist deren Validität teilweise noch unklar. Durch diese Arbeit wird eine Grundlage für eine Validierungsstudie des digitalen Menschmodells Anybody Modeling System TM geschaffen. Dafür wird die Hypothese untersucht, dass die Vorhersagen eines Menschmodells zur Muskelaktivierung durch eine probandenbezogene anthropometrische und kinetische Skalierung verbessert werden können. Angelehnt an MVC-Messungen werden für fünf Schultermuskeln der dominanten Seite experimentell Bewegungs- und Belastungsdaten erhoben, um deren maximale Aktivierung zu bestimmen. Das Menschmodell wird mit den aufgenommenen Bewegungsdaten anthropometrisch angepasst. Anschließend wird die Oberkörperkraft mit einen linearen Faktor skaliert, bis die modellierte maximale Muskelaktivierung mit den gemessenen sEMG-Werten annähernd übereinstimmt. Anhand einer statischen Armabduktion bei 110˚ werden die Muskelaktivierungen des unskalierten und des skalierten Menschmodells mit den gemessenen und normierten sEMG-Werten verglichen. Die Skalierung der maximalen Oberkörperkraft mit den linearen Faktor 1,35 führt zu einer Senkung der modellierten Muskelaktivierung um durchschnittlich 24 %. Das An- und Ausschaltverhalten der Muskelgruppen wird dadurch allerdings nicht beeinflusst. Eine einheitliche Annäherung aller modellierten Muskelaktivierungen an die sEMG-Daten wird nicht erreicht, weshalb die anfängliche Hypothese verworfen werden kann