Nutzung der Redundanz eines 7-DOF Leichtbauroboters
Mensch-Roboter-Kollaboration in der Rehabilitation
DOI:
https://doi.org/10.17560/atp.v59i07-08.1907Schlagworte:
Mensch-Roboter-Kollaboration, Leichtbauroboter, Redundanz, Optimierung, RehabilitationAbstract
Der Einsatz des Kuka-Leichtbauroboters in der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten ist Gegenstand eines Forschungsprojekts mit interdisziplinärem Konsortium aus Industrie, Klinik und Universität. Der Vorteil dieses Roboters ist, dass sich seine zusätzliche siebte Achse dazu nutzen lässt, die Stellung des Roboterarms auf unterschiedliche Vorgaben zu optimieren. Im Beitrag wird eine intuitive Methode zur Auflösung der Redundanz des Roboters unter Verwendung von Starrkörpermodellen von Mensch und Roboter in OpenSim präsentiert. Dafür müssen die Bewegungen des Menschen und des Leichtbauroboters als zeitliche Verläufe der Position von optischen Markern dargestellt werden. Zur Auflösung der Redundanz wird ein zusätzlicher virtueller Marker am Roboter definiert, über dessen Position der Roboter in eine bestimmte Richtung gezogen werden kann. Der vorgestellte modellbasierte Ansatz ist einfach und intuitiv auf andere Anwendungen der Mensch-Roboter-Kollaboration übertragbar, da die eigentliche Aufgabe in einem Modell im kartesischen Raum definiert und die Redundanz durch die Platzierung eines einzigen virtuellen Markers aufgelöst werden kann.
Literaturhinweise
Heuschmann, P., Busse, O., Wagner, M., Endres, M., Villringer, A., Röther, J., Kolominsky-Rabas, P. und Berger, K. (2010). Schlaganfallhäufigkeit und Versorgung von Schlaganfallpatienten in Deutschland. Akt Neurol, 37 , S. 333 – 340
Kolditz, M., Hennes, M., Arenbeck, H. und Abel, D. (2013). patient situation regcognition framework for an end effector based rehabilitation system. Biomedizinische Technik 58
Doan, N., Tao, P. und Lin, W (2016). Optimal Redundancy for Robotic Arc Welding Using Modified Particle Swarm Optimization. In: Proceedings International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). IEEE, S. 554-559
KUKA Sunrise.OS 1.10: Bedien- und Programmieranleitung für Systemintegratoren. Augsburg: KUKA
Bollue, K., Hennes, M., Kolditz, M. und Abel, D. (2013). Control of a Lightweight Robot for Rehabilitation of Upper Extremities: Easy Movability During Teaching. In: Proceedings European Conference Technically Assisted Rehabilitation (TAR)
Kolditz, M., Bollue, K., Arenbeck, H. und Abel, D. (2013). Rehabilitation mit dem KUKA Leichtbauroboter : Optimierung der Achskonfiguration zur Reaktion auf externe Kräfte. Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin. In: Tagungsband AUTOMED. S. 42 - 43
Bischoff, R., Kurth, J., Schreiber, G., Koeppe, R., Albu-Schaeffer, A., Beyer, A., Eiberger, O., Had-dadin, S., Stemmer, A., Grunwald, G. und Hirzinger, G. (2010). The KUKA- The KUKA-DLR Lightweight Robot arm - a new reference platform for robotics research and manufacturing. In: Proceedings 41st International Symposium on Robotics. IEEE
Delp, S., Anderson, F., Arnold, A., Loan, P., Habib, A., John, C., Guendelman, E. und Thelen, D. (2007). OpenSim: open-source software to create and analyze dynamic simulations of movement. Transactions on Biomedical Engineering, 54(11), S. 1940 – 1950
Chadwick, E., Blana, D., Kirsch, R. und Bogert, A. (2014). Real-Time Simulation of Three-Dimensional Shoulder Girdle and Arm Dynamics. Transactions on Biomedical Engineering, 61(7), S. 1947 – 1956
Downloads
Veröffentlicht
Ausgabe
Rubrik
Lizenz
Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Auch die Rechte der Wiedergabe durch Vortrag, Funk- und Fernsehsendung, im Magnettonverfahren oder ähnlichem Wege bleiben vorbehalten.
