Studien- und Abschlussarbeiten

Von allen derzeit bekannten Aktor-Materialien haben Formgedächtnis-Legierungen (engl. Shape Memory Alloys, SMA) die höchste Energiedichte. Da diese Legierungen mit der Form­änderung auch ihren elektrischen Widerstand ändern, können Formgedächtnis-Elemente nicht nur als Aktoren, sondern gleichzeitig auch als Sensoren eingesetzt werden. Mit ihrer einfachen Bauform eigenen sich Formgedächtnis-Elemente hervorragend für die Miniatu­risierung.

Die Fa. Actuator Solutions in Gunzenhausen hat sich auf die Entwicklung innovativer Aktoren auf der Basis von Formgedächtnis-Legierungen spezialisiert. Das Unternehmen produziert mehrere Millionen Aktoren pro Jahr, vorwiegend für die Automobilindustrie. Aktuell wird eine Bildstabilisierung für Smartphone-Kameras entwickelt, für die das Unternehmen auch den Innovationspreis 2014 in der Kategorie Mittelstand erhalten hat (siehe http://www.wiwo.de/technologie/forschung/innovationspreis-sieger-kategorie-mittelstand-actuator-solutions-muskeln-aus-drahtseilen-/9716644.html).

Weitere innovative Ideen und Konzepte warten darauf, im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeiten in die Realität umgesetzt zu werden!

Schlagworte: sofware fpga nios toolchain IEC 61508

Für sicherheitsrelevante mechatronische Systeme ist die Software von zentraler Bedeutung. Neben den primären Funktionen werden umfangreiche Diagnosen durch die integrierte Software autonom ausgeführt.

Im Rahmen des Projekts sollen Schlüsselfunktionen eines intelligenten Antriebssystems konzipiert, implementiert und verifiziert werden. Hierzu gehört die Entwicklung einer Toolchain für die Entwicklung und Integration der Module. 

Als Zielplattform kommt ein FPGA mit Softcore (NIOS) zur Anwendung.

Schlagworte: Embedded Programmierung CANopen safety

Modern, state of the art mechatronic systems require multiple Interfaces for good connectivity in the intended environment.

The subject includes the following activities:

- Evaluation of different Modbus TCP/IP communication stacks

- Integration of the selected stack in the system controller

- Setup of the verification, including the test harness

Konzeptionierung und Durchführung von Zuverlässigkeitsuntersuchungen.

Entwicklung von Testaufbauten.

Schlagworte: Servomotor; Motion Control

Entwurf und Implementierung Feldorientierter Regelung auf einem FPGA mittels Rapid Prototyping.

Ermittlung Frequenzgang.

Entwurf und Implementierung Diagnosefunktionen zur online Parameteridentifikation.

Das für den Carolo Cup entwickelte autonome Modellfahrzeug soll mit neuer Sensorik und einer flexibleren Beleuchtung ausgestattet werden. Im Rahmen des mechatronischen Projektes sollen für die Anwendung geeignete Sensoren und LEDs ausgewählt und auf Ihre Funktion geprüft werden. Der Funktionstest soll mit Hilfe eines prototypischen Aufbaus durchgeführt werden. Zur Ansteuerung der Sensoren und LEDs sind geeignete Treiber auf der Zielplattform zu adaptieren/entwickeln. Die Integration in das Fahrzeug soll mit einer seriellen Schnittstelle erfolgen. Die dafür erforderliche Software ist sowohl auf der Seite des Steuer-PCs als auch auf Seite des µControllers zu implementieren.

Für die elektrische Versorgung von mobilen Roboterplattformen soll ein Batteriemanagementsystem entwickelt werden. Das System soll es ermöglichen mobile Roboterplattformen wahlweise mit bis zu zwei Akkus oder einem Netzteil zu betreiben. Bei der Speisung des Roboters mit zwei Akkus soll zunächst nur ein Akku entladen werden. Ist dieser leer, soll automatisch auf den zweiten Akku gewechselt werden. Akkus, die nicht entladen werden, sollen im laufenden Betrieb ausgewechselt werden können. Folgende Informationen sollen an den Steuer-Computer des Robotersystems übertragen werden: Aktive Quelle, momentaner Stromverbrauch, noch im Akku enthaltene Ladung, Zellenspannungen, Akku ID. Damit insbesondere die in den Akkus enthaltene Ladung überwacht werden kann, müssen die Akkus mit einem Speichermodul ausgestattet werden. Mit einem Ladeadapter soll der Ladevorgang überwacht werden und im Speichermodul protokolliert werden.

Bearbeitungszeit ab 01.03.2021 bis 23.07.2021

Schlagworte: media:Antriebstechnik Robotik

Für einen Pedelec-Prüfstand soll ein humanoider Roboter entwickelt werden. Die Antriebssteuerung und Regelung soll mit Raspberry Pi4 Plattformen und Matlab-Simulink deployment realisiert werden.

Das Projekt eignet sich für 3-4 Personen im Projektteam. Für dieses Projekt steht die Antriebstechnik sowie mechanische Konstruktion und Steuerungstechnik mit Matlab Stateflow im Mittelpunkt.

Thema

Mit aktiven Orthesen und Prothesen kann die Bewegung alter und kranker Menschen unterstützt werden. Während bei der Unterstützung aus dem Sitzen in den Stand hohe Drehmomente am Kniegelenk benötigt werden, ist das Drehmoment bei der Gangunterstützung geringer. Dieser große Dynamikumfang am Kniegelenk stellt eine Herausforderung im Entwurf hochintegrierter elektromechanische Aktuatoren dar.

Mit hochmodularen Faserseilen lassen sich effiziente Übersetzungen realisieren, die sich durch die Kinematik besonders einfach in aktive Knieorthesen integrieren lassen. Außerdem lassen sich variable Übersetzungen realisieren. Durch diese Eigenschaft lässt sich der geforderte Dynamikumfang elegant bewältigen.

Ziel

In der Abschlussarbeit soll die Realisierung von variablen Übersetzungen untersucht werden. Die grundlegenden Ziele der Arbeit sind:

• Einarbeitung in die Grundlagen der Biomechanik und der Seilgetriebe.
• Methodenentwicklung zur Konstruktion von Seilgetrieben mit variabler Übersetzung.
• Mechanischer Entwurf eines Seilgetriebes mit variabler Übersetzung, basierend auf den Prototypen mit fester Übersetzung.
• Zeichnungsableitung und Betreuung der Fertigung.
• Verifikation mit Hilfe des vorhandenen Prüfstands für Seilgetriebe.

Die Ziele werden vor Beginn der Arbeit abgestimmt, und an die aktuelle Lage angepasst.

Wir bieten:

• Die Mitarbeit an einem anspruchsvollen, aktuellen und hochspannenden Forschungsthema.

Sie sollten

• Spaß an interdisziplinären Forschungsthemen,
• Experimentierfreudigkeit,
• und keine Angst vor etwas Mathematik haben.

Schlagworte: Automobil Autonomes Fahren; Versorgungsnetz

Untersuchung von Energieversorgungstopologien hinsichtlich Kosten und Sicherheit in Bezug auf das Autonome Fahren.

Entwicklung von neuen Konzepten zur Energieversorgung;