Download e-book for iPad: 3D-Bewegungssimulation als integratives Hilfsmittel zur by Günter Kummetsteiner

By Günter Kummetsteiner

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als Mitarbeiter am Institut fur Produktionstechnik GmbH (ifp). Besonders danken mochte ich Herrn Professor Dr.-Ing. J. Milberg, dem Leiter des Lehrstuhls fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) an der Technischen Universitat Munchen sowie des oben genannten Instituts, fur seine wohlwollende Unterstutzung und grosszugige Forderung, die entscheidend zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Arbeit beigetragen hat. Herrn Professor Dr. rer. nat. H. Bubb, dem Inhaber des Lehrstuhls ilir Ergonomie der Technischen Universitat Munchen, danke ich fur die Ubernahme des Kor referats und die kritische Durchsicht der Arbeit. Des weiteren danke ich Herrn Professor Dr.-Ing. G. Duelen, dem Grundungs dekan der Fakultat Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen der TU Cottbus, fur das meiner Arbeit entgegengebrachte Interesse und die Ubernahme des zweiten Korreferats. Mein Dank gilt ebenfalls Herrn Professor Dr.-Ing. Christoph Maier und Herrn Dr.-Ing. Stefan Linner, den Geschaftsfuhrern des Instituts fur Produktionstechnik, die mir die Bearbeitung der vorliegenden Dissertation ermoglichten. Schliesslich mochte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des ifp und iwb sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken - insbesondere bei Herrn Dipl.-Inform. Guido Kiener und Herrn Dipl.-Ing. (FH) Carsten Stuk

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Da für aufbauende Funktionalitäten eine Einbeziehung von Bewegungen des Oberkörpers nicht ausgeschlossen werden darf, soll die Schulterblattachse in der zu betrachtenden Kinematikkette belassen werden. Aus diesem Grund muß am anderen Ende der Kinematikkette angesetzt werden. Dabei ist festzustellen, daß beim Greifen von Objekten in der Regel der Handkörper das relevante Element der kinematischen Kette darstellt. Deshalb erscheint es für die hier benötigte Rücktransformation zulässig, die Achsen des Daumens und der restlichen vier Finger unberücksichtigt zu lassen.

Aufgabe der zu konzipierenden Rücktransformation ist es nun, zu einer vorgegebenen Haltung der Hand (und damit zu einer vorgegebenen Zielmatrix W) diejenigen Gelenkwinkelwerte zu ermitteln, mit denen diese Haltung erreicht werden kann. 9). Durch die unterschiedliche Wahl von Bezugs- und Zielsystemen können dabei verschiedene Modifikationen dieser Gleichung (kurz: Ansätze) herangezogen werden. 5 Vorgehensweise zur Bestimmung der ersten freien Gelenkvariablen Die mathematischen Zusammenhänge und Algorithmen werden im folgenden teilweise vereinfacht dargestellt, da die detaillierte und vollständige Beschreibung den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde.

Die Bezeichnung ergibt sich daraus, daß die Achswerte dieser Gelenke bei einer vorgegebenen Handstellung in einem gewissen Rahmen frei wählbar sind und ihr Einfluß auf die Handstellung durch die restlichen Gelenke trotzdem wieder ausgeglichen werden kann. Die Festlegung dieser beiden freien Gelenkvariablen kann sehr leicht anschaulich erfolgen. Geht man von einer vorgegebenen und festen Haltung der Hand aus, so kann man die verbleibenden Beweglichkeiten in zwei Gruppen aufspalten. Eine Variationsmöglichkeit ergibt sich über eine gekoppelte Bewegung des Schulterblattgelenks und des Ellbogengelenks.

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