Kletterroboter

CREA

CROMSCI

 

Vor allem die Inspektion von großen Bauwerken, wie beispielsweise Brückenpfeiler, Staudämme oder Kühltürme stellt ein großes wirtschaftliches Potenzial für Kletterroboter dar. Dabei ist die sichere Adhäsion der Maschinen am Bauwerk das größte Problem, das bisher in der Forschung nur partiell gelöst wurde.

Seit Jahren beschäftigt sich die Forschungsgruppe mit der Entwicklung von Kletterrobotern für die Inspektion von Betonbauwerken. Hierbei stand die Fragestellung des sicheren Navigierens eines solchen Roboterfahrzeugs auf rauen Oberflächen (Abplatzungen, Spalten, Risse, Blasen) im Vordergrund. Um die Sicherheit solcher Systeme zu erhöhen, werden Mehrkammersysteme untersucht. Durch die Modellierung der Thermodynamik in Unterdruckkammern, der Überdrücke in den aufblasbaren Dichtungen und des gesamten Luftstroms konnten wesentliche Kenntnisse für die Realisierung der Regelungskonzepte abgeleitet werden. Diese formalen Beschreibungen erlauben eine adäquate Unterdruckregelung der Saugkammern, die so realisiert wurde, dass auch beim Ausfall von ein oder mehrerer Kammern ein sicheres Navigieren möglich ist.

Um die Traversierbarkeit von sehr rauen Oberflächen einschätzen zu können, werden Lern- und Optimierungsstrategien verwendet. Ausgehend von der Vermessung der Oberfläche mittels Lasertechnologie und dem Verhalten der Unterdruckkammern beim Überfahren von Flächen wird diese Bewertung bestimmt und während der Fahrt adaptiert. Zur Validierung der Steuerungs- und Regelungsansätze wird eine eigens entwickelte Simulationsumgebung verwendet. Mit dem 7-Kammer-System CROMSCI und dem aus 11 Unterdruckkammern bestehenden Kletterroboter CREA stehen zwei leistungsfähige Systeme zur Verfügung, die in den letzten Jahren in der Forschungsgruppe aufgebaut wurden und mit denen bereits erfolgreich Testfahrten an Betonbauwerken absolviert wurden.