CManipulator

Autonome Dual-Arm Manipulation für Inspektion und Wartung in der Tiefsee

Quelle: Schilling Robotics
Quelle: Schilling Robotics
Wissenschaftliche/r Leiter/in:
 
Projektleiter/in:
Dr.-Ing. Jan Albiez
 
Ansprechpartner/in:

Das Projekt CManipulator hat die Entwicklung, Evaluierung und den Aufbau des ersten dualen autonomen Unterwasser-Manipulatorsystems für Inspektions- und Wartungsaufgaben zum Ziel. Hierbei werden Lösungen zur visuellen Unterwasser- Objekterkennung und zur autonomen Manipulatorkontrolle entwickelt. Das entwickelte duale autonome Unterwasser- Manipulatorsystem soll später für Inspektions- und Wartungsaufgaben eingesetzt werden, die autonomes Greifen, Absetzen und Stecken beinhalten.

Laufzeit: 01.09.2006 bis 30.09.2009
Zuwendungsempfänger: DFKI GmbH
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Förderkennzeichen: Das CManipulator Projekt (Sept. 2006-2010) wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert, (Kennziffer 03SX231).
Anwendungsfelder: Unterwasserrobotik
Verwandte Projekte: ROV-Hovering
Autonomes Hovering mit einem ROV (11.2006- 08.2007)
VI-Bot
Virtual Immersion for holistic feedback control of semi-autonomous robots (01.2008- 12.2010)
Verwandte Robotersysteme: Orion
Schilling Orion 7P

Projektdetails

Das 3D Modell des Unterwasser Testbed (Quelle: Jan Albiez, DFKI GmbH)
Der Versuchsaufbau des CManipulator systems im Testbecken am DFKI Robotik Labor (Quelle: Jan Albiez, DFKI GmbH)
SubCNetwork Überblick: Die Computer- und Low-Level Architectur von CManipulator (Quelle: Jan Albiez, DFKI GmbH)
Der ORION 7P der Frima Schilling Robotics und der 123 Arm von SubAtlantic im Teststand (Quelle: Jan Albiez, DFKI GmbH)

Ziel des Projektes CManipulator ist die Entwicklung eines autonomen, modularen dualen Unterwassermanipulatorsystems, welches als Zusatznutzlastsystem an verschiedene existierende und zukünftige Unterwasserfahrzeuge angebracht werden kann.

Ein steigender Trend in der Offshore- Industrie ist der Abbau von Öl, Gas und mineralischen Rohstoffen in der Tiefsee. Zur Zeit ist dies immer noch sehr teuer und zeitintensiv. Die in der Tiefsee installierten Anlagen müssen 24 Stunden pro Tag gewartet und inspiziert werden.

Für die Wartung und Inspektion von Unterwasseranlagen wurden in den letzten Jahren immer mehr ROVs (Remotely Operated Vehicles) mit telemanipulierten Greifarmen eingesetzt. Durch ihre Kabelverbindung an die Oberfläche ist der Einsatz von ROVs sehr kostenintensiv. Weiterhin wird besonders geschultes Personal benötigt, das die Fahrzeuge steuert, und speziell ausgerüstete Mutterschiffe müssen zur Verfügung stehen. Daher sind die laufenden Kosten von Unterwasser-Produktionsstätten sehr hoch. Durch die Verwendung eines neuen Manipulatorsystems wie CManipulator können diese Kosten in der Zukunft gesenkt werden.

CManipulator wird der erste Tiefsee-Manipulator sein, der in der Lage ist, autonom vorher definierte Objekte zu greifen, abzusetzen oder mit anderen Objekten zu verbinden. Das komplette System wird entweder autonom oder semi-autonom mit einem Operator zur Überwachung arbeiten. CManipulator wird in der Lage sein, eine Reihe von verschiedenen Objekten mit einem Gewicht im Wasser von bis zu 30kg zu greifen. Das Projekt konzentriert sich hauptsächlich auf Objekte mit folgenden Eigenschaften:

  • zylinderförmige Objekte, welche in der Form Unterwasser-Transpondersystemen entsprechen,
  • Objekte, die einen Griff haben, der das Aufnehmen mit dem C-Manipulator ermöglicht.

Um die Relevanz des Vorhabens weiter zu erhöhen, wird zusätzlich angestrebt, autonome elektrische Steckvorgänge durchzuführen. Hiermit würde CManipulator autonomes Docking ermöglichen und somit die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten von Unterwasserfahrzeugen, insbesondere AUVs und ROVs, die mit dem CManipulator ausgerüstet sind, erheblich erweitern.

Da autonome Manipulationsfähigkeiten insbesondere für Tiefseeanwendungen von hoher Bedeutung sind, wird das Projekt so geplant, dass die Ergebnisse sich auf ein tiefseetaugliches System übertragen lassen.

Das CManipulator Projekt (Sept. 2006-2010) wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert, (Kennziffer 03SX231).

Das Projekt wurde mit den Freiwassertests im Oktober 2009 erfolgreich beendet. Der CManipulator kann autonom Objekte Greifen, Unterwassersteckverbindungen schliessen und Bewegungen des Trägerfahrzeuges kompensieren. Der Abschlussbericht wird in 2010 veröffentlicht.

Videos

CManipulator: Bewegungskompensation

Bewegungskompensation von Bewegungen der Basis durch das CManipulator System.

CManipulator: GISMA plug static

Autonomes Anschließen eines GISMA-Steckers Unterwasser.

CManipulator: Freiwassertest

Der Freiwassertest fand in Eckernförde statt.

CManipulator: Autonome Unterwassermanipulation

Autonomes Aufnehmen eines Transponders durch das CManipulator System.

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zuletzt geändert am 16.10.2018
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