LogiMAT 2016

•••9••• Innovationen E ine Möglichkeit, Arbeitsausfällen vorzu- beugen, sind Exoskelette. Die am Körper getragenen Stützstrukturen sollen den Mit- arbeiter bei schwerer körperlicher Belastung mit zusätzlicher Kraft versorgen. Bisher kom- men Exoskelette allerdings hauptsächlich in der Forschung zum Einsatz, in der Industrie ist die Akzeptanz noch gering. Die Lösungen, meist aus Japan oder den USA, seien nicht nur schwer und teuer, sondern schränken den Träger in seiner Bewegungsfreiheit ein und weisen Sicherheitsmängel auf. Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haben erstmals ein Oberkörperexoske- lett entwickelt, das den Träger unterstützt, dabei aber auch schnelle und intuitive Bewe- gungen zulässt. An Ellenbogen und Schul- tern haben die Experten Antriebsmodule integriert, die Bewegungenmit hohemDreh- moment unterstützen. Weiterhin erlaubt ei- ne Freilaufkupplung dem Träger, sich frei zu bewegen – selbst wenn der Motor ausge- schaltet ist. KomplexeBewegungen in drei Richtungenmöglich An der Schulterpartie ist eine Gelenkkette mit fünf Rotationsachsen angebracht. „Die Kette folgt der Schultergelenkgruppe in je- de Position. Das Antriebselement sitzt also immer dort, wo die Schulter gerade ist“, er- läutert David Minzenmay, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA. Auf diese Weise werden komplexe Bewegungen in drei Richtungen ermöglicht, nach oben, hinten und innen. „Selbst Überkopfmontagen können bewäl- tigt werden“, erläutert Minzenmay. Um den Rücken zu entlasten, haben die Wis- senschaftler eine externe Wirbelsäule aus flexiblen Stäben eingebaut. „Dadurch wer- den die Kräfte auf die Hüfte oder den Boden abgeleitet, die Rotation und Flexion aber nicht eingeschränkt“, betont Minzenmay. Weiterhin müssen Exoskelette erkennen, wann sie unterstützen müssen. Diese An- forderung hat das IPA-Team mit Drucksen- soren in den Armschellen, einem Sensor-In- nenhandschuh und der EMG-Signalabnahme erfüllt. „Mit den Sensoren versteht das Exoskelett die Nutzerintention. Der Handschuh dient der Gewichtsabschätzung und das EMG-Sig- nal bestimmt die Muskelaktivität“, schildert Minzenmay. Da dieModule nur aktiv werden, wenn sie tatsächlich gebraucht werden, lasse sich zusätzlich Energie sparen, fügt er hinzu. ErsteTestreihe in Überkopfmontage Im kommenden Jahr wollen die IPA-Wissen- schaftler die Anwendung in der Praxis erpro- ben. „Eine erste Testreihe ist zum Beispiel in der Überkopfmontage geplant“, sagt der Froscher. Langfristiges Ziel der Experten ist es, einen Modulkasten für unterschiedliche Einsatzgebiete zu entwickeln. „In circa vier Jahren wollen wir in der Lage sein, für spezifi- sche Montageschritte ein passendes Exoske- lett zusammenzustellen“, meint Minzenmay. Hintergrund Muskel-Skelett-Erkrankungen sind die Haup- tursache für Arbeitsunfähigkeit in Deutsch- land. Exoskelette, also am Körper getragene Stützstrukturen, können das Verletzungsrisi- ko minimieren. Für den industriellen Einsatz sind die bisherigen Lösungen allerdings zu unflexibel. Das Fraunhofer IPA hat ein Ober- körperexoskelett entwickelt, das den Träger mit zusätzlicher Kraft versorgt, ohne ihn kör- perlich einzuschränken. Ein Demonstrator ist seit Januar in der DASA-Arbeitswelt-Ausstel- lung in Dortmund zu sehen. Schnell und intuitiv Neues Exoskelett mit mehr Bewegungsfreiheit Das neue Exoskelett der IPA-Wissenschaftler eignet sich für die Überkopfmontage. Foto: Fraunhofer IPA / Rainer Bez YOUR SOURCE FOR SU3TAINABLE PACKAGING SOLUTIONS PACK - STABILIZE - PROTECT www. cgp- coa t i ng. com s ,/!$ !.$ 0!,,%4 3%#52).' s 42!.30/24 /04)-)3!4)/. s 6#) s 3(%%4).' 3/,54)/. &/2 0!,,%4):%$ BOOTH : HALL 9 - STAND 522 ENTRANCE EAST, STAND 41