Ein auf einer mobilen Basis montierter Roboterarm ist in seinen kinetischen Möglichkeiten einem fest installierten Arm stets unterlegen: Eine zu hohe Traglast oder zu hohe Bewegungsdynamik kann ein Umkippen oder Weggleiten verursachen. Die Arbeit stellt, basierend auf der Theorie der Mehrkörperdynamik und der nichtglatten Mechanik, ein theoretisches Fundament bereit, um derartige mobile Robotersysteme optimal einzusetzen. Besondere Aufmerksamkeit kommt der Modellierung der Kontaktmechanik zwischen der Roboterbasis und der Umgebung als lineares Komplementaritätsproblem LCP in einer kompakten Formulierung unter Verwendung finiter Zustandsautomaten zur Beschreibung der Kontaktzustände zu. Es werden gewöhnliche einseitige Bindungen und lokale Verspannungen berücksichtigt. Die vorgestellte Methodik wird bei statischen und dynamischen Optimierungsaufgaben angewandt und in experimentell umgesetzten Bahnplanungsszenarien erfolgreich validiert.     «

Ein auf einer mobilen Basis montierter Roboterarm ist in seinen kinetischen Möglichkeiten einem fest installierten Arm stets unterlegen: Eine zu hohe Traglast oder zu hohe Bewegungsdynamik kann ein Umkippen oder Weggleiten verursachen. Die Arbeit stellt, basierend auf der Theorie der Mehrkörperdynamik und der nichtglatten Mechanik, ein theoretisches Fundament bereit, um derartige mobile Robotersysteme optimal einzusetzen. Besondere Aufmerksamkeit kommt der Modellierung der Kontaktmechanik zwisch...     »

A robot arm being mounted upon a mobile base will always have a restricted kinetical potential compared to a similar robot arm rigidly fixed to the ground: Both a too high load and an inappropriate movement of the arm may cause an turning over or a sliding of the system. Based on the theory of rigid multi body dynamics and nonsmooth mechanics this thesis lays a theoretical foundation in order to use such mobile robot systems optimally. Special attention is paid to the modeling of the contact mechanics between the robot’s base and the rigid environment as a linear complementarity problem LCP in a compact formulation using finite state machines to describe the feasible states of contact. Common unilateral constraints are considered as well as local clampings. The presented methodology is applied to static and dynamic optimization tasks and its validity is confirmed experimentally in path planning scenarios.     «

A robot arm being mounted upon a mobile base will always have a restricted kinetical potential compared to a similar robot arm rigidly fixed to the ground: Both a too high load and an inappropriate movement of the arm may cause an turning over or a sliding of the system. Based on the theory of rigid multi body dynamics and nonsmooth mechanics this thesis lays a theoretical foundation in order to use such mobile robot systems optimally. Special attention is paid to the modeling of the contact mec...     »