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SwarmRail

SwarmRail

SwarmRail ist eine neuartige Lösung für die Überkopfmanipulation von einer mobilen Einheit aus, die in einer übererdigen Schienenstruktur fährt.

Das System wurde auf der internationalen Konferenz ICRA 2020 zum ersten Mal der Öffentlichkeit vorgestellt.

Technische Daten des Funktionsdemonstrators

Größe: 362 mm × 362 mm × 263 mm (L × B × H)
Gewicht: ~ 17,5 kg
Geschwindigkeit: 0,5 m/s
Nominale Nutzlast: 10 kg
Motoren: 4 x bürstenbehafteter DC-Getriebemotor (Pololu 4752)
Sensoren: 4 × IR Spalterkennung (EXP-R63-145)
8 × IR Kantenerkennung (Iduino ST1081)
1 × IMU (6DOF MPU6050)
Räder: 8 × angetriebene Omni-Wheels (Rotacaster R2-0504-60)
8 × passive Omni-Wheels am unteren Teil des Geräts
CPU: Arduino Mega 2560
Regelfrequenz: 100 Hz

Video

Systembeschreibung

Das SwarmRail-Konzept basiert auf dem Zusammenspiel einer omnidirektionalen mobilen Plattform und L-förmiger Schienenprofile, die einen zentralen, durchgehenden Spalt bilden. Dieser Spalt ermöglicht die hängende Montage eines Roboterarmes an der Unterseite der mobilen Plattform. Im Vergleich zu bestehenden Lösungen ermöglicht SwarmRail eine kontinuierliche Überkopfmanipulation, auch während des Durchfahrens von Schienenkreuzungen.Der Einsatz in einem Schwarm von Robotern ist ebenfalls möglich, da es den gleichzeitigen Betrieb einer Gruppe von mobilen SwarmRail-Einheiten innerhalb eines einzigen Schienennetzes ermöglicht. Experimente an einem ersten funktionalen Demonstrator bestätigen die praktische Umsetzbarkeit des Konzepts. Mögliche Anwendungsfelder reichen von der Industrie über die Logistik bis hin zur vertikalen Landwirtschaft.

 

SwarmRail - Bildergalerie

SwarmRail-Unit mit Leichtbauroboter als Manipulator

 

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

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SwarmRail-Unit mit Leichtbauroboter als Manipulator

 

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

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SwarmRail-Unit mit Leichtbauroboter als Manipulator

 

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

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SwarmRail Konzeptskizze

Visualisierung des SwarmRail-Konzepts mit mobilen Einheiten, die in einer Schienengitterstruktur fahren. 

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

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SwarmRail Konzeptskizze

Mobile Einheiten können im Roboterschwarm zusammenarbeiten. 

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

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Factory of the Future Poster

 

Quelle: Tilo Wüsthoff, DLR (CC-BY 3.0).

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SwarmRail Logo

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Veröffentlichungen

  • M. Görner, O. Eiberger, T. Hulin, K. Nottensteiner, R. Weitschat: Flexibilität durch Robotik, Technik in Bayern, VDI/VDE-Regionalmagazin, March 2021.
  • M. Görner, F. Benedikt, F. Grimmel, T. Hulin: SwarmRail: A Novel Overhead Robot System for Indoor Transport and Mobile Manipulation, IEEE ICRA 2020, May 2020, virtual conference.
  • F. Benedikt: Konzeption und Konstruktion einer mobilen robotischen Einheit für das SwarmRail-System. Bachelor's thesis. DLR internal report, DLR-IB-RM-OP-2019-57.
  • F. Grimmel: Programmierung eines Mikrocontrollers zur Ansteuerung mobiler robotischer Einheiten für das SwarmRail-System. Bachelor's thesis. DLR internal report, DLR-IB-RM-OP-2019-71.

 

Kontakt
Dr.-Ing. Martin Görner
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Robotik und Mechatronik
, Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Oberpfaffenhofen-Weßling

Tel.: +49 8153 28-1089

Fax: +49 8153 28-1134

Dr.-Ing. Thomas Hulin
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Robotik und Mechatronik
, Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Oberpfaffenhofen-Weßling

Tel.: +49 8153 28-1306

Fax: +49 8153 28-1134

Dr.-Ing. Roman Weitschat
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Robotik und Mechatronik
, Kognitive Robotik
Oberpfaffenhofen-Weßling

Tel.: +49 8153 28-1096

Fax: +49 8153 28-1134

Videos und Medien
SwarmRail auf YouTube
IEEE Spectrum - Video Friday
heise.de: ICRA: Modulare Roboter an Decken-Schienen sorgen für mehr Flexibilität
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