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This paper describes a new concept and experiences of a distributed interdisciplinary learning programme for students across continents. The aim is to provide students with a truly Global Intercultural Project Experience (GIPE) by working together with peers from around the world, and solving real-life client’s problems. We have received seed-funding for four annual projects to engage students from Germany (Europe), Namibia (Africa), Indonesia (Asia), and Peru (Latin-America). In 2020, 30 students from four continents engaged in a one-semester distributed software development project for a Namibian client. Despite Covid-19 they successfully completed the project expressing deep appreciation for the learning opportunities overcoming challenges of working across wide-spread time zones, cultures, changing requirements, and various technical challenges. Considering the vast learning benefits, we suggest to incorporate such projects in all tertiary education curricula across the globe.
Das härteste Wettbewerbsumfeld ist die Natur. Ein hoher Selektionsdruck führt dort zu Organismen, die mit geringem Aufwand besser an die herrschenden Bedingungen angepasst sind, als die Wettbewerber. Die hierzu verwendeten Strategien zum Materialeinsatz sind sehr effizient und als Strukturoptimierung abstrahiert auch in der Technik anwendbar. In diesem Vortrag werden Optimierungsmethoden und Vorgehensweisen für einen effizienten Materialverbrauch vorgestellt und diskutiert.
In diesem Beitrag soll deutlich gemacht werden, an welchen Stellen eines Entwicklungsprozesses Bionik die Entwicklungsarbeit in einem Unternehmen stärken kann. Es werden die Arbeitsabschnitte benannt, in denen der Einsatz von Bionik als besonders erfolgversprechend erachtet wird, und was bei der Durchführung beachtet werden sollte. Darauf aufbauend werden konkrete Methoden benannt, die spezifisch für die Bionik sind, und erläutert, in welchen Arbeitsabschnitten ein Einsatz möglich ist.
Die Westfälische Hochschule am FB Maschinenbau - Bocholt, besitzt seit 2015 vier KUKA youBots. Diese dienen der Lehre und Forschung.
Die youBots haben veraltete interne PCs. Damit ist eine Aktualisierung auf das aktuelle Robot-Operating-System (ROS)-Kinetic nicht möglich. Die Arbeit behandelt den Umbau der PC-Hardware und die Aktualisierung der ROS-Treiber.
Mit der auf den neusten Stand gebrachten Hard- und Software, soll der youBot autonom von und zu einer Taktstraße verfahren. Dies soll mit Hilfe des AMCL-Algorithmus und der Zielvorgabe durch MATLAB geschehen.
Das Verbinden von Sensoren und Aktoren ist ein wichtiger Teil der Mechatronik. Die Automatisierung von Prozessen in vielen industriellen Zweigen nimmt stetig zu. Dazu gehört das gezielte Verarbeiten von Daten die mittels Sensoren erfasst wurden und das Berechnen von darauf resultierenden erforderlichen Aktionen.
Das thematisierte Problem, in dieser Arbeit, ist die Erkennung eines bestimmten Objekts mittels optischen Sensoren sowie die Ansteuerung eines Roboterarms.
Dies wird mittels eines Roboterarms von KUKA umgesetzt. Alle Daten bezüglich der Position des zu greifenden Objekts werden mittels einer TOF-Kamera von Orbbec erfasst und mittels MATLAB berechnet.
Dadurch, dass die Basis des Arms verfahrbar bleiben soll, kommen nur eine am Arm montierte oder eine mittels weiterer Halterung am youBot befestigter Kamera in Frage.
Doch die Fixierung am youBot wirft weitere Probleme auf:
Keinen fixen Nullpunkt, Rotation des Arms, ungenaue Positions-Wiederholgenauigkeit und weitere.
Der Schwerpunkt liegt in der Erkennung von Objekten sowie dem Ansteuern eines Roboterarms. Es wird eine Inverse Kinematik zur Berechnung der Winkelstellungen verwendet. Diese ist nur eine vereinfachte geometrische Variante, die nur in angepassten Fällen verwendet werden kann.
Adhesive organs enable insects to reversibly adhere to substrates even during rapid locomotion. In this process a very fast but reliable change of adhesion and detachment is realised. The stick insect Carausius morosus detaches its adhesive organs by peeling them off the substrate, meaning little areas of the adhesive organs are detached one after another. For such a detachment mechanism low pulling forces are needed. A detachment mechanism as peeling seems also for artificial adhesion devices to be the easiest and the most effortless mechanism for detachment. However, artificial adhesion devices mostly exhibit a solid backing layer preventing effortless peeling. To lift up and detach a small area at the corner of an adhesion device the backing layer has to be tilted, resulting in a deformation of the whole adhesion device, which requires high forces. Subdividing the backing layer into small subunits allows a detachment of a small area at the corner of the adhesion device without deforming the rest of the adhesion device. Thereby, less force is needed to initiate and to complete detachment. To realise an easy detachment of artificial adhesion devices we constructed a holder, which gradually detaches an adhesion device from two sides off the substrate. During normal loading the subunits of the holder interlock with each other so that the pulling force is equally distributed over the whole contact area of the adhesion device ensuring maximal adhesion force. In addition, the holder can be used to increase adhesion during application of the adhesion device. When brought into contact with the substrate with lifted sides, which are lowered subsequently, air trapping is prevented and hence the area of contact can be maximised.
Adhesive organs like arolia of insects allow these animals to climb on different substrates by creating high adhesion forces. According to the Dahlquist criterion, arolia must be very soft exhibiting an effective Young's modulus of below 100 kPa to adhere well to different substrates. In previous studies the effective Young´s moduli of adhesive organs were determined using indentation tests yielding their structure to be very soft indeed. However, arolia show a layered structure, thus the values measured by indentation tests comprise the effective Young´s moduli of the whole organs. In this study, a new approach is illustrated to measure the Young´s modulus of the outermost layer of the arolium, i.e. of the epicuticle, of the stick insect Carausius morosus by tensile testing. Due to the inner fibrous structure of the arolium tensile tests allow the characterisation of the overlying epicuticle.
The conventional quantitative method for the analysis of inorganic elements in polymer matrices is a complex and time consuming process that presents a significant risk for error. Typically, polymers are digested in a microwave oven or other devices under high temperature and pressure for several hours while employing different mixtures of high purity acids. In many cases, particularly when high concentrations of doped elements are present, the digestion is often incomplete and therefore the reproducibility depends strongly on the type of polymer and additives used. A promising alternative technology that allows for the direct analysis of these polymers without digestion is laser ablation ICP-MS. Due to a lack of available reference materials and the presence of matrix dependent effects, a precise calibration cannot be obtained. In order to compensate for the matrix dependent effects the use of internal standardization is necessary. In this study the correlation between the carbon released during the ablation process and the 13C signal detected by ICP-MS and its use as an internal standard are investigated. For this purpose, twenty-one virgin polymer materials are ablated; the released carbon is determined and correlated with the corresponding integrated 13C signal. The correlation resulted in a direct relationship between the ablated carbon and 13C signal demonstrating the potential ability to neglect at least some of the matrix dependent and transport effects which occur during the laser ablation of virgin polymers.