HUG

Telemanipulierte Steuerung
Telemanipulierte Steuerung mit HUG
Credit:
DLR (CC-BY3.0)
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HUG ist die haptische Eingabestation für die telemanipulierte Steuerung des humanoiden Roboters Justin. Mit Hilfe seiner beiden Leichtbauroboterarme kann HUG die Bewegungen des Menschen messen und ihm gleichzeitig Kräfte aus der entfernten Umgebung darstellen.

Das Robotersystem HUG wurde im Jahr 2010 erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.

Technische Daten

  
Größe:
Höhe der Basis: 1,46 m; Länge der Roboterarme (ohne Tool): 1,10 m
Gewicht:
ca. 50 kg (davon dynamische Masse ca. 2 x 10 kg)
Freiheitsgrade:
2 × 7
Nominale Nutzlast:
20 kg
Sensoren:
  • pro Gelenk: 1 Drehmomentsensor und 2 Positionssensoren
  • zusätzlich pro Roboterarm: 6-DoF Kraftmomentensensor vor den Endeffektoren
Besonderheiten:
  • Verschiedenartige Endeffektoren können angeschlossen werden (z.B. Joysticks, Halterungen für Datenhandschuhe oder aktive Geräte zur Darstellung der Griffkraft)
  • Eine mehrschichtige Sicherheitsarchitektur (mit redundanten Sensoren, magnetischen Sicherheitskupplungen und intelligenten Sicherheitschecks) erkennt Fehler und schützt vor Unfällen
  • Ein optisches Trackingsystem mit 5 Kameras misst die Bewegung des Kopfes

Systembeschreibung

Wie müsste ein haptisches Gerät aussehen, das eine möglichst realistische haptische Erfahrung ermöglicht? Dies war eine der Kernfragen bei der Erforschung und Entwicklung von HUG. HUG ist ein zweiarmiges haptisches Interaktionsgerät das mit zwei DLR/KUKA Leichtbaurobotern ausgestattet ist, die den Arbeitsraum menschlicher Arme nahezu komplett abdecken. Eine mehrschichtige Sicherheitsarchitektur kombiniert mit einer optimalen Regelstrategie garantiert eine zuverlässige, robuste und intuitive Bedienung für den Menschen. Ein Head-Mounted Display, zusätzliche vibrotaktile Geräte und ein breites Spektrum an Endeffektoren erhöhen den Immersionsgrad für den Benutzer und ermöglichen den Einsatz in einem breiten Anwendungsspektrum.

HUG kommt bei den folgenden Forschungsthemen zum Einsatz:

Video: Das bimanuelle haptische Gerät des DLR
HUG ist eine haptische Eingabestation für die telemanipulierte Steuerung komplexer Robotersysteme, wie des humanoiden Roboters Justin oder des robotischen Assistenzsystems EDAN. Durch seine Leichtbauroboterarme kann HUG die Bewegungen des Menschen messen und ihm gleichzeitig Kräfte aus der entfernten Umgebung darstellen. Neben haptischen Telerobotikanwendungen dient das System auch als Forschungsplattform für virtuelle Montagesimulationen, Rehabilitation und Training.
Video: Space Factory 4.0 Telerobotische Montage von Cubesats mit virtuellen Vorrichtungen
Haptische Kraftrückmeldung ermöglicht es dem Bediener eines telerobotischen Systems, die Kräfte zu kontrollieren, die an der entfernten Stelle aufgebracht werden, und so auch geschickte Aufgaben mit zerbrechlichen Teilen zu bewältigen. Dieses Video zeigt, wie so genannte "virtuelle Vorrichtungen" Führungskräfte erzeugen, die helfen, teleoperierte Aufgaben schneller und präziser zu erledigen. Weitere Details finden Sie in dem Papier "Space Factory 4.0 - Neue Prozesse für die robotergestützte Montage von modularen Satelliten auf einer In-Orbit-Plattform basierend auf dem Industrie 4.0-Ansatz". T. Weber Martin et al., Internationaler Astronautischer Kongress (IAC), Okt. 2018

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