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Innovativer kabelartiger Formsensor

 

Konzept

 

Erfassung von

 

Unsere kabelartigen Formsensoren erzeugen von Ihrer Lageausprägung im Raum ein virtuelles dreidimensionales Modell dieser Lageausprägung. Dieses Modell über Position und Form des Sensorkabels folgt dem realen Kabel in Echtzeit. Damit lassen sich zahlreiche Anwendungen erschließen.

   

Für alle Anwendungen lassen sich Überwachungen realisieren: Ist ein Sensorteilbereich in einer kritischen Position? Hat der Sensor eine kritische Form eingenommen? Sind Teilbereiche kritischen Geschwindigkeiten ausgesetzt?

 

 

Funktion

 

In unseren kabelartigen Formsensoren sind helikal gewickelte Folien integriert. Bei Biegungen des Kabels ergeben sich Abstandsänderungen zwischen den Folienrändern. Diese werden optisch erfasst und an einen auswertenden Computer weitergeleitet. Dieser baut die Abstandsinformationen zu einem virtuellen Modell der Kabelform zusammen. Durch die sehr kompakte Bauform bietet der Sensor eine hohe Messdichte sowie Platz für eine Nutzfüllung (im Bild weiß). Dort können z.B. elektrische Leitungen, Lichtleitfasern oder Bowdenzüge eingearbeitet sein.

 

 

 

Anwendungen

 

Anwendungsgebiete sind:

 

 

 

 

Anwendungen für den kabelartigen Formsensor ergeben sich überall dort, wo flexible Verbindungen überwacht werden müssen, z.B. Kabelpakete oder Tankschläuche.

Der Sensor kann zum Führen von schweren Maschinen oder Handhabungseinrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel können Kraneinrichtungen automatisch nachgeführt werden.

 

Für Industrieroboter entsteht ein hoher Anteil an Ausfallzeiten dadurch, dass sie ihre eigenen Kabelverbindungen abreißen. Ein Roboter mit Formsensor in der Kabelschleppe kann gestoppt werden, bevor ein Schaden entsteht. Ausfallzeiten können so minimiert werden.

Durch direkte Vorgabe von 3D-Positionen können Bewegungstrajektorien intuitiv vorgegeben werden. Bisher müssen Wertekombinationen für jedes Gelenk einzeln eingestellt werden.

 

Die Lageinformation des Sensorkabels wird mit hoher Frequenz aktualisiert. Dadurch kann die Geschwindigkeit an der Sensorspitze genau bestimmt werden. Mit dieser Information kann z.B. Klebstoff in Abhängigkeit der Handbewegung automatisch dosiert werden. Es können auch Bewegungstrajektorien für ein "Quality-of-Service-Document" aufgenommen werden.

Bei Montagevorgängen können manuell geführte Werkzeuge in Abhängigkeit der Position konfiguriert werden. So kann z.B. ein Drehmomentschlüssel für verschiedene Schrauben unterschiedliche Drehmomente einstellen.

 

Die Sensortechnologie kann in medizinische und industrielle Endoskope integriert werden, um genaue Positionsinformation zu erhalten. Dabei wird der Bauradius nur um 1,5mm erhöht. Ebenso ist der Einsatz in sog. Rohrmolchsystemen möglich, um Schadstellen lokalisieren zu können.

 

Die Sensoren können zur Interaktion verwendet werden. Dabei ist eine direkte und intuitive Vorgabe von Positionsinformation mit sechs Freiheitsgraden möglich. Bei paralleler Sensoranordnung können auch direkt Flächen vorgegeben werden, die z.B. interaktiv in Strömungssimulationen nutzbar sind. In Crash-Test-Szenarien können Verformungen gemessen werden.

 

Mit den Formsensoren können aufblasbare Objekte überwacht werden. Wenn die Sensoren in Folien oder Gummihäute eingeschweißt werden, können z.B. Notrutschen oder Rettungsinseln überwacht werden. Haben sich diese richtig entfaltet? Muss bei schwerem Wetter gegengesteuert werden?

 

Die Formsensoren können in Kleidung integriert werden, um eine Gestalterfassung für Filmanimationen zu realisieren. Da keine optischen Marker verwendet werden, können auch Darstellergruppen störungsfrei aufgezeichnet werden. In Arbeitskleidung können Sicherheitsfunktionen realisiert werden. So könnte bei einem Waldarbeiter die Säge automatisch gestoppt werden, wenn er sie zu dicht an die Kleidung hält.