Gelenk­kno­ten

Gelenk­kno­ten für Raumfahrtroboter

Bei der Ent­wick­lung eines Gelenk­kno­tens für eine Raum­fahrt­an­wen­dung lag die beson­de­re Her­aus­for­de­rung in der Defi­ni­ti­on und Rea­li­sie­rung einer kom­ple­xen, mehr­fach gekrümm­ten 3D-Geo­me­trie. Sie­ben der­ar­ti­ge Gelenk­kno­ten wer­den zu einem Robo­ter­arm assem­bliert, wobei der Robo­ter ins­ge­samt über drei Arme ver­fügt. Auf­ga­be des Robo­ters ist es, an der Inter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on (ISS) Aus­sen­ein­sät­ze vor­zu­neh­men und somit das Risi­ko, wel­ches sich durch mensch­li­che Aus­sen­ein­sät­ze ergibt, zu verringern.

Die kom­ple­xe Geo­me­trie der ein­zel­nen Kno­ten ergibt sich u.a. aus der For­de­rung, dass der Robo­ter beim Start auf einer Aria­ne5-Trä­ger­ra­ke­te über einen beschränk­ten Platz ver­fügt und sich ent­spre­chend maxi­mal zusam­men­fal­ten muss. Für die Her­stel­lung wur­de ein auto­klav­frei­er Aus­här­te­pro­zess mit einer Alu­mi­ni­um-Nega­tiv­form und einem Innen­druck­sack gewählt und opti­miert, wobei ein hoch­mo­du­li­ges CF-Prep­reg ver­wen­det wur­de. Die sta­ti­schen Tests konn­ten dar­le­gen, dass die fest­ge­leg­te Aus­le­gung die Anfor­de­run­gen an Stei­fig­keit und Fes­tig­keit erfüllt und gleich­zei­tig das Gewicht im Ver­gleich zur Alu­mi­ni­um­lö­sung auf rund 40% redu­ziert wer­den konnte