Auslegung der Lagerung der Antriebswelle eines robotischen Greifers für den Einsatz im niedrigen Erdorbit

Mit der voranschreitenden Erkundung des Weltalls wird der Bedarf für On Orbit Servicing (OOS)- und In Space Manufacturing and Assembly (ISMA)- Anwendungen immer größer. Für die Wartung bestehender Satelliten oder die Integration größerer Strukturen im Orbit sind Manipulationsfähigkeiten erforderlich, die idealerweise keiner menschlichen Präsenz bedürfen.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden in Europa in den letzten Jahren umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsvorhaben vorangetrieben, um universelle Manipulatorarme für den orbitalen Einsatz zu entwickeln und deren technologischen Reifegrad zu erhöhen. Gleiches Streben besteht nun auch bei Werkzeugen, die als Endeffektoren an Manipulatorarme angebracht werden können, um die eigentlichen Kontaktvorgänge (Greifen, Schrauben, Nieten, etc.) durchzuführen.

Im Rahmen des STARLIT Projekts soll von Seiten des DFKI ein rein mechanischer Greifer entwickelt werden, der über eine elektromechanische Schnittstelle an verschiedene Manipulatorarme angebunden werden kann. Das für die Betätigung erforderliche Drehmoment soll an der Schnittstelle durch den Manipulatorarm in die Eingangswelle des Greifers eingebracht und in diesem selbst in eine Greifbewegung der Greifbacken umgewandelt werden. Die dafür erforderliche Lagerung der Eingangswelle ist im Rahmen der Bachelorarbeit auszulegen.

Die Konstruktion von Lagerungen in der Raumfahrtindustrie ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Sie müssen nicht nur allen typischen Anforderungen wie mechanischer Belastbarkeit, geringer Reibung, Montageungenauigkeit und Lebensdauer gerecht werden. Es müssen auch die Umgebungsbedingungen des Weltraums berücksichtigt werden, die für bewegliche Elemente und deren Schmierung besonders anspruchsvoll sind. Dazu gehören unter anderem Vibrationen beim Start, extreme Temperaturschwankungen, Vakuum und Strahlung. Aus diesem Grund werden solche Lager häufig individuell auf eine aktuelle Anwendung zugeschnitten oder angepasst.