Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler der TU Chemnitz entwickeln Steuerung mit gestickten Sensoren

26.09.2008
Kostengünstig, verschleißfrei und großserienfähig
- erste Anwendung in einem Robotermodell wird auf der Fachtagung "Technisches Sticken" am 29. Oktober 2008 in Plauen vorgestellt

Verschleißfrei, kompakt und funktional sind die Steuerungen, die Wissenschaftler der TU Chemnitz entwickeln. "Wir beschreiten gegenwärtig vollkommen neue Wege zur Steuerung von komplexen Systemen", berichtet Holg Elsner vom Kompetenzzentrum Strukturleichtbau an der TU Chemnitz.

Maschinenbauer von der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung sowie Elektrotechniker von der Professur Schaltkreis- und Systementwurf kooperieren dabei seit 2006 fakultätsübergreifend. Mit ihrer Steuerung können sie bereits einen Mehrachsroboter bewegen. Das Besondere: Wo bislang viele Einzelteile gebraucht wurden, reicht jetzt ein einziges Bauteil. "Aus einem Konstruktionswerkstoff wird ein Funktionswerkstoff", erklärt Prof. Dr. Lothar Kroll, Inhaber der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, den Trick dabei. Wo aus Bewegungen Signale abgeleitet werden sollen, kommen zurzeit häufig Dehnungsmessstreifen zum Einsatz.

Im Leichtbau müssen diese von Hand aufgetragen werden, Massenproduktion ist nicht möglich. Deshalb suchten die Chemnitzer Forscher eine Lösung, um die Sensorik direkt in ihre Grundmaterialien einzubringen - und entwickelten den weltweit ersten Sticksensor in Leichbauverbundstrukturen. Im Leichtbau werden Textilien, ob Vliese, Gewebe aus Glasfasern oder andere innovative Faserverbundwerkstoffe, als Verstärkungsmaterial eingesetzt. Direkt in dieses Textil sticken die Chemnitzer Wissenschaftler einen Draht ein, der als Sensor dient. Er besteht aus dem selben Material, aus dem auch die Dehnungsmessstreifen hergestellt werden - aus Konstantan, das eine Formänderung in eine elektrische Widerstandsänderung umsetzt, die als Signal verwertet werden kann.

Der Sticksensor kann beispielsweise in einem Joystick angewendet werden. Einen solchen haben die Wissenschaftler nun mit der nötigen Elektronik ausgestattet, sodass sich mit ihm ein kleiner Roboter in allen Achsen steuern lässt. "Unser Modell ist die Vorstufe für eine Großserienfertigung. Die Bauteile könnten zukünftig mit einer Spritzgussmaschine im Sekundentakt gefertigt werden", so Kroll. "Die Steuerung funktioniert mit einem Mikrocontroller. Das Schaltungs- und Leiterplattenlayout ist komplett an der TU Chemnitz entwickelt worden. Es kann jederzeit neu programmiert werden und lässt sich so an jede Anwendung anpassen", berichtet Peter Wolf, Mitarbeiter an der Professur Schaltkreis- und Systementwurf. Weitere Anwendungen für die so genannte Direct-Material-Control-Systemregelung könnten sich in der Sicherheitstechnik finden sowie in der Maschinensteuerung - etwa bei Baggern oder anderen Baumaschinen. "Auch explosionsgesicherte Schalter lassen sich mit Hilfe unserer Technik sehr preisgünstig realisieren", schaut Kroll in die Zukunft. Vorteile der Direct-Material-Control-Systemregelungen gegenüber bisherigen, mechanischen Steuerungen: Sie können in Großserie gefertigt werden, was sie kostengünstig macht, außerdem sind sie verschleiß- und wartungsfrei, korrosionsbeständig und hochbelastbar.

"Diese Anlage ist weltweit einmalig", bewertet Kroll die Steuerung des Mehrachsroboters. Prof. Dr. Göran Herrmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Schaltkreis- und Systementwurf, ergänzt: "Das Forschungsgebiet und unsere fächerübergreifende Arbeit eröffnen eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten. Die Forschung mit aktiven Materialien steht weltweit noch ganz am Anfang." Bis Ende des Jahres wollen die Wissenschaftler der TU Chemnitz eine Funkübertragung realisieren, sodass Joystick und Roboter nicht mehr über Kabel verbunden werden müssen. Die Anwendung der Direct-Material-Control-Systemregelung zur Steuerung eines Roboters präsentieren die Wissenschaftler erstmals bei der Fachtagung "Technisches Sticken" in Plauen am 29. Oktober 2008. Die fakultätsübergreifende Forschung der beiden Professuren wird auch einfließen in das gerade entstehende "Zentrum Integrative Leichtbautechnologien", eine Kompetenzeinrichtung für kleinere und mittlere Kunststoff verarbeitende Unternehmen, die unterstützt vom Maschinenbauunternehmen Krauss Maffei auf dem Chemnitzer Uni-Campus entsteht. "Außerdem möchten wir ein Innovationszentrum mit interdisziplinärem Charakter auf dem Gebiet aktiver Leichtbau-Verbundstrukturen einrichten und dadurch die Zusammenarbeit mit Firmen - vor allem mit kleinen und mittleren Unternehmen in Sachsen - weiter ausbauen. Wir suchen jederzeit neue Kooperationspartner", so Kroll.

Weitere Informationen erteilt Holg Elsner, Telefon 0371 531-38154, E-Mail holg.elsner@slb.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Elektronikgehäuse für Anzeigeeinheiten
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften