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Projekt SeeGrip
Dauer: 01.09.2009 – 31.03.2013
Ziel des Projektes SeeGrip ist die Entwicklung eines Unterwassermanipulators, welcher durch taktile Sensorfelder und mehrgliedrige End-Effektoren in der Lage ist, form- und kraftschlüssige Objektmanipulationen durchzuführen.
Mit den zunehmend komplexer werdenden Manipulationsaufgaben in Tiefseeumgebungen steigt der Bedarf an Rückkopplung sensorischer Daten aus dem Greifersystem. Heutige Unterwassermanipulatoren liefern neben optischen Informationen nur eingeschränkt Informationen propriozeptiver Art (wie z.B. Gelenkpositionen) und keine weiteren exterozeptiven Sensordaten (wie z.B. aufgebrachte Kräfte). Dadurch werden Arbeitsvorgänge zu einer zeitaufwändigen und anstrengenden Tätigkeit für die Operatoren. Bei schwer oder nicht einsehbaren Operationsumgebungen führt dies dazu, dass Manipulationsaufgaben nicht durchgeführt werden können, da in diesem Falle blind operiert werden müsste.
Mit dem SeeGrip Manipulator wird sich die Effizienz und das Einsatzspektrum von Tiefseemanipulatoren durch den Einsatz großflächiger Sensornetze massiv erhöhen. Neben der dadurch realisierbaren Rückkopplung von haptischen Informationen an den Operator können die taktilen Sensorfelder dazu verwendet werden, kritische Situationen – wie das Rutschen von Objekten aus der Greiferfläche – frühzeitig durch die Implementierung von autonomen Verhalten zu erkennen und entgegenzuwirken. Anders als mit herkömmlichen Manipulatorsystemen für den Einsatz unter Wasser werden durch die Verwendung von flexiblen gliedartigen Greiferstrukturen in Zusammenspiel mit der integrierten Sensorik sanfte Handhabungsvorgänge ermöglicht werden.
Um die Tiefseetauglichkeit der Komponenten untersuchen und verifizieren zu können, wird der Manipulator in einer Druckkammer im Unterwasser-Teststand Drücken von bis zu 600 bar ausgesetzt.
Das Ventil wurde auf Grundlage der erforderlichen Durchflussmenge und des benötigten max. Arbeitsdruckes von 55 bar ausgewählt. Die zylindrische Aufnahme war für diese Anwendung die beste Lösung, da sie eine platzsparende Integration in das Hydrauliksystem ermöglicht.
Die Hauptkomponenten, d.h. der Hauptkolben, vier Ventile, zwei Ausgleichskolben und zwei Drucksensoren, müssen in einem Bauraum von 40 mm Breite platziert werden, was zu einer langgestreckten Reihenanordnung mit einander zugewandter Stirnfläche führte. Durch diese Anordnung ist es möglich, den Hauptkolben ähnlich einem Plunger anstelle eines Differentialzylinder auszubilden, was zu einem symmetrischen Aufbau führt, der die Steuerung und Herstellung erleichtert.
Das SeeGrip-Manipulationssystem ist ein Drei-Finger-Manipulator mit sieben Freiheitsgraden. Das System ist für den Einsatz in der Tiefsee in Tiefen von bis zu 6000 m ausgelegt. Eine der Besonderheiten dieses Greifers ist die Vielzahl von taktilen Sensoren unterschiedlicher Modalität, die diesen Greifer einen Tastsinn ermöglichen.
