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Aufbau eines rekonfigurierbaren Joysticks auf Basis von magneto-rheologischen Elastomeren

Bilz, Johannes (2015):
Aufbau eines rekonfigurierbaren Joysticks auf Basis von magneto-rheologischen Elastomeren.
Darmstadt, Technische Universität Darmstadt, [Master Thesis]

Abstract

In dieser Arbeit werden Aktoren auf Basis von magneto-rheologischen Elastomeren (MRE) entwickelt, welche in der Lage sind die Funktionselemente „einstellbare Feder“ und „einstellbare Bremse“ in haptischen Systemen nachzubilden. MRE sind Elastomere, meist auf Silikonbasis, mit in der Polymermatrix eingebetteten magnetisch aktiven Partikeln. Dadurch ändern sich ihre viskoelastischen Eigenschaften unter Magnetfeldeinfluss reversibel. Bisher existieren weder haptische Anwendungen auf Basis von MRE, noch solche bei denen ein Nachbilden von Federn und Bremsen erforderlich ist. Deshalb wird in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf die Untersuchung der Eignung von MRE für haptische Systeme gelegt. Es wird erarbeitet, wie die Änderung von Nachgiebigkeit und viskoser Reibung durch externe Magnetfelder beeinflusst werden kann, um diese unabhängig von einander einstellen zu können. Die Einflussparameter Partikelgröße, Partikelkonzentration, Belastungsart des MRE (Zug, Torsion, Scherung, Biegung) und Isotropie werden analysiert, durch Messungen verifiziert und daraus Gestaltungsrichtlinien abgeleitet. Die Federeigenschaften sind für MRE mit 40�m großen, anisotrop verteilten, Partikeln und einer Belastung auf Zug, parallel zur Magnetfeldrichtung, maximal. Die Bremseigenschaften sind für gemischte Partikel mit 5

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2015
Creators: Bilz, Johannes
Title: Aufbau eines rekonfigurierbaren Joysticks auf Basis von magneto-rheologischen Elastomeren
Language: German
Abstract:

In dieser Arbeit werden Aktoren auf Basis von magneto-rheologischen Elastomeren (MRE) entwickelt, welche in der Lage sind die Funktionselemente „einstellbare Feder“ und „einstellbare Bremse“ in haptischen Systemen nachzubilden. MRE sind Elastomere, meist auf Silikonbasis, mit in der Polymermatrix eingebetteten magnetisch aktiven Partikeln. Dadurch ändern sich ihre viskoelastischen Eigenschaften unter Magnetfeldeinfluss reversibel. Bisher existieren weder haptische Anwendungen auf Basis von MRE, noch solche bei denen ein Nachbilden von Federn und Bremsen erforderlich ist. Deshalb wird in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf die Untersuchung der Eignung von MRE für haptische Systeme gelegt. Es wird erarbeitet, wie die Änderung von Nachgiebigkeit und viskoser Reibung durch externe Magnetfelder beeinflusst werden kann, um diese unabhängig von einander einstellen zu können. Die Einflussparameter Partikelgröße, Partikelkonzentration, Belastungsart des MRE (Zug, Torsion, Scherung, Biegung) und Isotropie werden analysiert, durch Messungen verifiziert und daraus Gestaltungsrichtlinien abgeleitet. Die Federeigenschaften sind für MRE mit 40�m großen, anisotrop verteilten, Partikeln und einer Belastung auf Zug, parallel zur Magnetfeldrichtung, maximal. Die Bremseigenschaften sind für gemischte Partikel mit 5

Place of Publication: Darmstadt
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
Date Deposited: 24 Apr 2017 15:09
Referees: Kupnik, Prof. Mario and Hatzfeld, Dr.-Ing. Christian
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