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Masterarbeit an der Fakultät für Maschinenwesen (auch für E-Techniker möglich)

Entwicklung und Umsetzung eines Messkonzepts zur Bestimmung der rotatorischen Ausrichtung eines Kranbedieners mit Funkfernsteuerung

27.07.2017, Abschlussarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten

Masterarbeit an der Fakultät für Maschinenwesen (auch für E-Techniker möglich). Im Rahmen der Arbeit ist ein Messkonzept zu entwickeln und umzusetzen, welche die rotatorische Ausrichtung (Winkelmessung) eines Kranbedieners mit Funkfernsteuerung relativ zum Kran ermittelt. In Absprache mit dem Betreuer ist das erarbeitete Messkonzept exemplarisch umzusetzen und im Rahmen eines einfachen Versuchsaufbaus hinsichtlich der Funktionsfähigkeit sowie der anwendungsfallbezogenen Anforderungen zu evaluieren.

Hintergrund

Im Rahmen des Forschungsprojektes Intuitive Laststeuerung wird eine neue Art der Steuerung für Lasthebemittel (Krane) mit Funksteuerungen entwickelt.

Das Bewegen einer Last mit Lasthebemaschinen erfolgt bisher üblicherweise durch das direkte Ansteuern einzelner Antriebe wie Drehwerke, Fahrwerke und Hydraulikzylinder über Stellhebel oder Druckknöpfe. Der Bediener muss hierfür gedanklich die gewünschte Bewegung der Last auf die Steuerung der Einzelantriebe (translatorische und rotatorische Freiheitsgrade des Hebemittels) umrechnen. Kann sich der Bediener dabei noch relativ zum Hebemittel frei bewegen (z.B. durch die Verwendung einer Funksteuerung), muss er bei der Bestimmung der erforderlichen Betätigungsrichtung der Bedienelemente neben der Gerätekinematik und der aktuellen Stellung des Hebemittels zusätzlich noch seine eigene Ausrichtung relativ zum Gerät berücksichtigen. Die damit verbundene Mehrfachbelastung erschwert die Manipulation der Last und ist für den Bediener nicht intuitiv.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines intuitiven, zielorientierten Steuerungskonzepts zum Lasthandling mit Hilfe einer tragbaren Funksteuerung, welches automatisch die Orientierungen von Last, Maschine und Bediener berücksichtigt. So gibt der Bediener durch die Betätigung eines einzigen Bedienelements an der Steuerung die gewünschte Bewegungsrichtung des Hakens vor. Er bewegt den Stellhebel nur von der aktuellen Haken- in Richtung der Zielposition. Das System ermittelt durch die integrierte Sensorik die Ausrichtung des Nutzers und steuert die Antriebe des Hebemittels so an, dass die Bewegungsrichtung des Hakens der tatsächlich vom Bediener vorgegebenen Richtung des Bedienelements entspricht.

Wissenschaftliche Fragestellung, Zielsetzung

Um dem Bediener eines Lasthebemittels zu ermöglichen, mit Hilfe der tragbaren Funksteuerung die Bewegungsrichtung der Last direkt vorzugeben, ist es notwendig, die Position des Bedieners im Raum zu kennen. Hierfür ist eine Lösung zur Messung der rotatorischen Ausrichtung des Bedieners im Raum nötig.

Unter Berücksichtigung der Anforderungen an die zu entwickelnde Steuerungslösung ist im Rahmen der Arbeit ein Messkonzept zu entwickeln, welches eine zuverlässige Winkelmessung an der Funksteuerung ermöglicht. In Absprache mit dem Betreuer ist das erarbeitete Messkonzept exemplarisch umzusetzen und im Rahmen eines einfachen Versuchsaufbaus hinsichtlich der Funktionsfähigkeit sowie der anwendungsfallbezogenen Anforderungen zu evaluieren.

Arbeitspakete

  • Zusammenfassung der anwendungsfallbezogenen Anforderungen an die Messaufgabe
  • Ermittlung möglicher Sensor- und Messkonzepte zur Bestimmung der rotatorischen Ausrichtung im Raum (Recherche)
  • Zusammenfassung, Vergleich und Evaluation verschiedener Mess- und Sensorikkonzepte
  • Auswahl eines geeigneten Mess- und Sensorikkonzepts unter Berücksichtigung der Anforderungen
  • Vollständige, umsetzungsfähige Ausarbeitung des ausgewählten Konzepts (Sensor, Schnittstellen, Sensordatenverarbeitung)
  • Aufbau eines Versuchs zur experimentellen Überprüfung des erarbeiteten Konzepts, Durchführung von Versuchen zur Verifikation der Systemfunktion

Weitere Informationen

Möglicher Beginn: ab sofort

Art der Studienarbeit: Masterarbeit

Interesse?

Weitere Details können wir gerne in einem persönlichen Gespräch klären.

Bitte richten Sie Ihre Anfrage (einschließlich eines aktuellen Lebenslaufs, Zeugnis-sen/Leistungsnachweisen, …) per E-Mail an Herrn Felix Top.

Voraussetzungen

  • Technisches Studium
  • Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
  • Flexibilität und Zuverlässigkeit
  • Interesse an Sensorik, Elektronik und Applikation von Messtechnik
  • Motivation zur Erarbeitung und exemplarischen Umsetzung eines Messkonzeptes in Zusammenarbeit mit dem Betreuer (inklusive Hardwarebeschaffung, Schnittstellendefinition, Parametrierung, ggf. einfache Programmierung)

Kontakt: top@fml.mw.tum.de

Mehr Information

Ausschreibung.pdf Ausschreibung, (Type: application/pdf, Größe: 144.3 kB) Datei speichern

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