Entwicklung künstlicher Muskeln als Aktoren und Sensoren auf der Basis dielektrischer Elastomere
(Development of artificial muscles as actors and sensors on the basis of dielectric elastomers)

Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung - Teilprojekt

Details zum übergeordneten Gesamtprojekt

Titel des Gesamtprojektes: Bionicum Forschung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke
Prof. Dr.-Ing. Sigrid Leyendecker

Projektbeteiligte:
Sebastian Reitelshöfer
Tristan Schlögl

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
Lehrstuhl für Technische Dynamik

Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (ab 10/2013) (Bayerisches Landesamt für Umwelt)
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUG) (bis 09/2013) (Bayerisches Landesamt für Umwelt)
Projektstart: 01.10.2012
Projektende: 31.10.2017
Laufzeitverlängerung bis: 31.03.2018


Forschungsbereiche

biomechanics
Lehrstuhl für Technische Dynamik
multibody dynamics and robotics
Lehrstuhl für Technische Dynamik
structure preserving simulation and optimal control
Lehrstuhl für Technische Dynamik


Abstract (fachliche Beschreibung):


Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, durch den Einsatz von dielektrischen Elastomeraktoren (DEA) als künstliche Muskeln die Basis für eine neue Generation robotischer Lösungen zu bieten, welche ein breites Anwendungsspektrum von eigensicheren Servicerobotern über hochdynamische mobile Kinematiken bis hin zu bionischen Prothesen abdecken. Dazu werden die Teilbereiche automatisierte Herstellung der Aktoren, Steuerungselektronik und Simulation näher betrachtet. Auf Basis des Aerosol-Jet-Drucks kann ein Verfahren qualifiziert werden, welches flächige und gestapelte dielektrische Elastomeraktoren und -sensoren additiv fertigt. Im Bereich der Leistungselektronik wird eine simultane Auswertung und Ansteuerung von DEA auf Basis einer zentralen Energiequelle entwickelt. Dies ermöglicht die Nutzung mehrerer DEA als selbstfühlende Aktoren. Ein elektromechanisch gekoppeltes Simulationsmodell erlaubt die Untersuchung und optimale Steuerung von Roboterkinematiken, die durch künstlichen Muskeln angetrieben werden.


Publikationen
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Schlögl, T. (2018). Modelling, simulation and optimal control of dielectric elastomer actuated systems (Dissertation).
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2017). A polarisation based approach to model the strain dependent permittivity of dielectric elastomers. Sensors and Actuators A-Physical, 267, 156 - 163. https://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2017.09.048
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2017). A polarisation based approach to model the strain dependent permittivity of dielectric elastomers. Sensors and Actuators A-Physical, 267, 156-163. https://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2017.09.048
Leyendecker, S., Schlögl, T., & Wenger, T. (2017). Strukturerhaltende Simulation und Optimalsteuerung gekoppelter Systeme.
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2016, June). Comparison of non-locking incompressible multi-field finite element models for dielectric actuators. Poster presentation at EuroEAP, Helsingoer, DK.
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2016). Dynamic simulation of dielectric elastomer actuated multibody systems. In Proceedings of the ASME 2016 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems. Stowe, US.
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2015). Electrostatic-viscoelastic finite element model of dielectric actuators. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 299, 421-439. https://dx.doi.org/10.1016/j.cma.2015.10.017
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2015, June). Modelling and simulation of dielectric elastomer actuated multibody systems. Poster presentation at EuroEAP, Tallinn, EE.
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2015). On electrostatic-viscoelastic simulation of dielectric actuators. In PAMM (pp. 421-422). Lecce, IT.
Schlögl, T., & Leyendecker, S. (2014, June). Electrostatic-elastodynamic finite element modelling of stacked dielectric actuators. Poster presentation at EuroEAP, Linköping, SE.

Zuletzt aktualisiert 2019-07-05 um 17:33