AIT – Roboter Plattform
Diese gebrauchsfertige Roboterplattform für die Robotikforschung und -ausbildung in Universitätslabors wurde in Zusammenarbeit mit dem AIT entwickelt. Ihre besonderen Merkmale sind der modulare Aufbau und die Steuerung über einen CAN-Bus.

Modulares Robotik Design

In diesem Projekt wird ein Robot Component Kit (RCK) vorgestellt, das durch einfaches Kombinieren von Basiskomponenten aus einem Baukasten den Aufbau unterschiedlichster Roboterantriebsplattformen ermöglicht. Es werden zwei verschiedene Arten von Steuerlogik vorgestellt: Eine Einplatinen-Steuerlogik und eine verteilte Steuerlogik mit einem CAN-Steuerbus zum Datenaustausch. Ziel des RCK ist es, eine einsatzbereite Robotikplattform für die Robotikforschung und -ausbildung in Universitätslabors bereitzustellen.

Die Forschung und Entwicklung von Roboteranwendungen ist ein innovatives und interessantes Gebiet. Roboteranwendungen werden in allen Bereichen des täglichen Lebens immer wichtiger. Produktion, Lebenserhaltung, Lebensrettung, Sicherheit und Schutz sind nur ein kleiner Teil der Anwendungsbereiche für zukünftige Roboteranwendungen. Einerseits sind viele Ideen für neue Roboteranwendungen in den Köpfen, andererseits müssen diese Ideen in einem ersten Versuch mit einer prototypischen Umsetzung realisiert werden. Und hier tauchen schon die ersten Probleme auf. Welche Hardware, Mechanik und Elektronik, soll für den Bau des Prototyps gewählt werden? Empfehlenswert sind handelsübliche Komponenten, da viel Zeit gespart werden kann, wenn keine Zeit für den Bau eigener mechanischer und elektronischer Teile aufgewendet werden muss, insbesondere wenn die primäre Roboteranwendung z. B. eine neue Methode zur autonomen Bewegung des Roboters ist und das Konzept durch Software umgesetzt wird. In diesem Fall ist ein erheblicher Aufwand erforderlich, um die notwendige Hardware-Plattform für eine Software-Zielanwendung zu bauen.
Auf dem Markt sind gebrauchsfertige Roboter-Hardware-Einheiten erhältlich, z. B. Roboter-Fahrplattformen, Sensormodule für jede Art von Umgebungserfassung, Roboterarme und Manipulatoren.

Diese Hardware-Einheiten gibt es in verschiedenen Größen und Leistungsklassen. Es handelt sich dabei nicht um Standardkomponenten, sondern um Komplettsysteme mit nur geringem Freiheitsgrad, um passgenaue Lösungen für individuelle Anwendungen zu realisieren. Die Folge ist, dass oft die Anwendung an die gegebene Hardware angepasst wird, anstatt die Hardware an die gegebene Anwendung. Dies ist ein erheblicher Nachteil, denn die Anpassung von so genannter “ready-to-use”-Hardware ist immer mit zusätzlichem Aufwand verbunden, was eine unbefriedigende Situation darstellt.
Je spezieller die Anwendung ist, desto begrenzter kann die Anzahl der verfügbaren und einsatzbereiten Plattformen sein, z. B. bei der Suche nach einer einachsigen, zweiachsigen oder dreiachsigen Antriebsplattform für eine bestimmte Anwendung.

Das Robot Component Kit (RCK) bietet eine skalierbare, universelle Antriebsplattform für Roboteranwendungen. Der RCK kann mit zwei Rädern (Einzelachse plus Stützrad), vier Rädern (Doppelachse) und sechs Rädern (Dreifachachse) gebaut werden.
Der RCK hat zwei Hauptanwendungsbereiche:

  • Als Basisplattform für das Fahren von Robotern, um verschiedene experimentelle Sensorsysteme für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich der autonomen Systeme zu tragen.
  • Als Trainingsfahrzeug zum Studium der Roboterprogrammierung und zur Entwicklung von Steuerungsmethoden für eine Roboter-Fahrplattform.


Der RCK kann von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) gesteuert werden, die alle elektronischen Teile steuert und überwacht, oder von einem ECU-Cluster, der aus einzelnen kleinen ECUs besteht, die über einen Kommunikationsbus verbunden sind. Für die Ausbildung ist die zweite Variante interessant, da solche Clusterstrukturen typisch für verteilte Steuerungssysteme sind. Ein weiterer Vorteil der Verwendung einzelner kleiner Steuergeräte zur Steuerung der RCK ist die Möglichkeit, den verschiedenen Modulen der RCK eine gewisse “Intelligenz” zu verleihen, indem in jedes Modul spezifische Funktionen integriert werden.

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Bernhard Neuwirth MA MSc DCI
CEO ndesign