Optimierung des Entwicklungsprozesses von handbetätigten Bewegungseinheiten durch Simulation digitaler Prototypen in einem universellen haptischen Feedbacksystem
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Medientyp:
E-Artikel
Titel:
Optimierung des Entwicklungsprozesses von handbetätigten Bewegungseinheiten durch Simulation digitaler Prototypen in einem universellen haptischen Feedbacksystem
Beschreibung:
Der Konstruktions- und Entwicklungsprozess von Bewegungseinheiten ist klassisch in eine Folge von verschiedenen Phasen gegliedert, die stark iterativ durchlaufen wird. Eine wiederkehrende Aufgabe ist die Bewertung und Beurteilung, um alle Anforderungen angemessen umzusetzen. Handbetätigte Mechanismen stellen definitionsgemäß eine Schnittstelle zum Menschen dar und bedürfen daher einer ergonomiegerechten Gestaltung. Die Bewertung dieser Aspekte ist häufig schwierig. Auch gängige Normen und Richtlinien geben nur Aufschluss über statische max. Größen, ohne Aussagen über Bedienbarkeit und Komfort zu treffen. Der Einsatz eines haptischen Feedbacksystems (HFS) kann sowohl die Bewertung einer Lösung als auch den direkten Variantenvergleich maßgeblich unterstützen und vereinfachen. Dabei wird ein Modell des zu entwickelnden Mechanismus simuliert und mittels eines Feedbackgeräts für den Entwickler haptisch dargestellt. Die Verwendung derartiger digitaler Prototypen ermöglicht eine umfassende Einschätzung bereits in frühen Entwicklungsphasen und spart den Fertigungsaufwand von physischen Prototypen. Somit kann der Entwicklungsprozess entscheidend verbessert und die Qualität des Produkts gesteigert werden. Anhand von kommerziellen Desktopgeräten können grundlegende Ansätze erprobt werden. Aus Sicht der Getriebetechnik stellt dabei sowohl die für das haptische Feedback verwendete Struktur als auch die in der Simulation nachgebildete Getriebeanwendung einen Mechanismus dar. Die Anwendung bestimmt Aufbau und Parametrierung des Simulationsmodells. Aus den verschiedenen Laufgraden, der Nutzerimpedanz und den Vorteilen einer Störgrößenkompensation ergeben sich Anforderungen an die Regelung. Bisher erfüllt kein System alle Anforderungen, sodass die Neuentwicklung eines universellen HFS sinnvoll scheint. Die Entwicklung erfolgt anhand einer hinsichtlich Arbeitsraum, Kraft und Steifigkeit optimierenden Struktur und Maßsynthese. Die ausgestaltete HFS-Zelle bietet alle genannten Vorteile.