Exoskelett Passiv (CAPIO)

Ferngesteuerte Roboter

sind ein unverzichtbares Werkzeug bei der Exploration und Interaktion in für

den Menschen unzugänglichen Orten wie Tiefsee, Weltraum oder Gefahrenbereiche.

Die auszuführenden

Aufgaben im Kontext der

realen Umgebung sind

derartig komplex, dass der Roboter schwer von einem Operator gesteuert werden

kann, auch nicht mit Unterstützung der künstlichen Intelligenz.

Ein Exoskelett als

Mensch-Maschine-Interface ermöglicht eine dem Menschen entsprechende Interaktion

zwischen Roboter und Anwender. Das Exoskelett erfasst die Bewegungen des

menschlichen Körpers, überträgt diese auf das ferngesteuerte System und kann

zudem Kraftinformationen vom System wiederum auf den Menschen über ein

Haptisches Feedback zurückleiten.

Das Capio-Passive-Exoskelett

ist die kinematische Vorstudie des CAPIO-Exoskelttes basierend auf der Entwicklung

im VI-Bot-Projekt.

Innerhalb dieser Studie

wurden notwendige Aspekte wie Sicherheit und Ergonomie untersucht und eine

Kinematik entwickelt, die diesen Erfordernissen entspricht.

Die Konstruktion basiert

auf den Abmessungen eines 95 Perzentile männlichen Europäers. Und ist im Rücken, in den Schultern

und an den Armen auf diese Abmessungen anpassbar.

Das passive System ist

über fünf Kontaktstellen (Hände, Oberarme, Schultern und Hüfte) mit dem

menschlichen Körper verbunden und erfasst über die parallele kinematische

Struktur zum menschlichen Bewegungsapparat Posen bzw. Bewegungen der Arme und

des Torsos.

Die kinematische

Struktur umfasst acht Freiheitsgrade in den Armen und sechs Freiheitsgrade im

Rücken.

Die Freiheitsgrade des

Exoskelettes sind so ausgelegt und angeordnet, dass das Exoskelett passive der

menschlichen Bewegung folgen kann. Dies ist die Voraussetzung für die „Free

Running“ Funktion des aktiviven finalen CAPIO-Exoskelettes und eine wichtiger

Punkt im Hinblick auf Sicherheit und Handhabung des Systems.

Die erforderliche

Handhabung z. B. für das Ankleiden des Oberkörper-Exoskelettes

ist in einem „Open

Joint“ Konzept realisiert. In dem „Open Joint“ Konzept sind die entsprechenden

Gelenkachsen des Exoskelettes außerhalb des menschlichen Körpers angeordnet, so

dass die Kontaktstellen frei zugänglich sind und das System leicht angekleidet

werden kann.

Für den Komfort und den

Sitz ist das System zum Teil in den Gelenken über Federn Gewichtskompensiert.

Neben den passiven Gelenken des Exosekettes verfügt

das System über ein aktives Handinterface z.B. für die Kraftrückkopplung eines Ferngesteuertem Endeffektors.