Geräuschreduzierter Direktantrieb für mobile Roboter

Mobile Roboter erobern immer mehr Einsatzbereiche – in der Industrie, aber auch bei Serviceaufgaben zum Beispiel in Krankenhäusern, Büros und Bibliotheken. Für Anwendungen, die einen geräuscharmen Betrieb bei Lasten bis zu 100 kg erfordern, hat NSK einen innovativen Direktantrieb für autonome Roboter entwickelt.

Der Markt der mobilen Robotik wächst geradezu rasant. Die Entwicklungssprünge in Bereichen wie Umfelderkennung, Navigation und Künstlicher Intelligenz haben zur Folge, dass sich die mobilen Einheiten – als autonome oder kollaborative Roboter – immer häufiger in unmittelbarer Nähe von Menschen bewegen und aufhalten.

Bei solchen Einsätzen wird die Geräuschentwicklung der Fahrantriebe von mobilen Robotern oder Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) oft als störend empfunden. In Büros, Dienstleistungsunternehmen und öffentliche Einrichtungen müssen die Fahrzeuge so leise sein, dass sie z.B. nicht die Konzentration von arbeitenden Menschen beeinträchtigen.

Für exakt dieses Anforderungsprofil hat NSK ein neues Antriebssystem entwickelt. Basis der Entwicklung ist der Megatorque-Motor von NSK, der hier erstmals als Radantrieb zum Einsatz kommt und direkt, d.h. ohne Getriebe, das Rad antreibt. Die Steuereinheit wirkt dabei auf zwei Radeinheiten. Beide sind mit Sensoren ausgestattet, die u.a. die Drehzahl, Beschleunigung und die Lage erfassen. Die Signale der Sensoren können z.B. von einem On-Board-PC ausgewertet werden.

Bei der Entwicklung des Systems konnten die NSK-Ingenieure auf eine breite Palette vorhandener Technologien und Systembausteine in den Bereichen Mechatronik, Steuerungstechnik und Software zurückgreifen. Außerdem hat NSK in der Vergangenheit bereits mehrere mobile Assistenzroboter entwickelt.

Zur Arbeit der Ingenieure in diesem Projekt gehörte es auch, potenzielle Anwender z.B. in Krankenhäusern und Bibliotheken nach ihren Anforderungen an mobile Robotik zu befragen. Schließlich sollte das Ergebnis der Entwicklungsarbeit nicht nur die technischen Möglichkeiten der Antriebstechnik bestmöglich nutzen, sondern dem Anwender auch eine wirklich praxisgerechte Lösung von hohem Nutzwert bieten.

Die Radeinheit ist nicht nur geräuscharm. Sie erfüllt auch alle einschlägigen Sicherheitsanforderungen für den Betrieb in der Nähe von Personen. Zu den Sicherheitsmerkmalen gehören das sichere Anhalten beim Erkennen eines Hindernisses und die Möglichkeit, den Antrieb bei Unregelmäßigkeiten einfach manuell rückwärts zu bewegen.

Mit diesem Eigenschaftsprofil eignet sich die neue Antriebseinheit u.a. für den Einsatz in Servicerobotern, Power-Assist-Schubwagen und anderen kollaborativen Roboter-Anwendungen (“Cobots”).

1) Autonomer Serviceroboter mit dem von NSK entwickelten Direktantrieb

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