ISBN 9783843957502

978-3-8439-5750-2, Reihe Produktentwicklung

Eike Uttich
Konzeptansätze zur Leichtbaugestaltung bioinspirierter Manipulatoren

217 Seiten, Dissertation Ruhr-Universität Bochum (2026), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der Einsatz bioinspirierter Manipulatoren nimmt zu, aber hinsichtlich des mechanischen Aufbaus besteht noch Potenzial für Leichtbau inspiriert vom menschlichen Bewegungsapparat. In ihm ist ein Konstruktionsprinzip zu erkennen, durch das die Masse von Antrieben und Strukturen für die Ziele und Randbedingungen der Arme und Beine minimal ist. Diese Arbeit setzt Untersuchungen zu diesem Konstruktionsprinzip fort. Sie hat das Ziel, das methodische Konzipieren und Gestalten mit dem Konstruktionsprinzip zu unterstützen, indem Grundlagen für die Optimierung von Konzepten mit dem Konstruktionsprinzip erarbeitet werden. Die Untersuchung von drei Beispielsystemen ergibt fünf Parameter für das Konstruktionsprinzip im mechanischen Ersatzmodell der "arm-ähnlichen" Systeme, sowie vom Antriebskonzept abhängige Zusammenhänge zwischen den Parametern und mit den zu optimierenden Merkmalen und Eigenschaften der Lösung. Mit Methoden aus dem Stand der Forschung und den Untersuchungsergebnissen werden Ansätze zur Erarbeitung von Konzepten mit den ermittelten Parametern beschrieben. Außerdem werden der mögliche Umfang der Optimierung und die Zusammenhänge im Produktentwicklungsprozess untersucht. Es ergeben sich Zusammenhänge zwischen den Topologien von Mechanismus, Antrieb und Struktur sowie zwischen Konzept und Entwurf. Abschließende Beispiele demonstrieren sowohl die Verwendung der Ansätze zum Konzipieren als auch die Implementierung der Ansätze.