Einfach einsetzen und los geht’s: Wer Motoren für seine Robotiklösungen braucht, kann auf Komplettantriebe zurückgreifen, die direkt einsatzbereit sind. Die drehmomentgeregelten Gelenkantriebe der Firma Sensodrive können Robotik-Herstellern viel Entwicklungszeit für Motoren sparen, weil sie von Beginn an mit geplant und einfach eingesetzt werden können.

Roboterarm Grafik mi 5 Standard-Größen; copyright: Sensodrive

Die "SensoJoints" sind bereits sicherheitszertifiziert. "So sparen Hersteller Zeit und Kosten für langwierige Zertifizierungsprozesse", erklärt Geschäftsführer Norbert Sporer. Die Gelenke gibt es in fünf Standard-Größen. Die darin verbauten Drehmomentsensoren wurden speziell für Robotergelenke entwickelt. Ihre hohe Sensitivität und aktive Schwingungsdämpfung sind ideal für den Einsatz in Medizinprodukten, ob für die Robotik in der Chirurgie oder für einen Assistenzrollstuhl. Wie leichtgängig und fein die Bewegungen der Gelenke sind, zeigt das folgende Video:

Anwendungsbeispiel OP-Mikroskope

Wie profitiert die Chirurgie von der Schwingungsdämpfung?

Foto: OP-Mikroskop und medizinisches Fachpersonal

Ein OP-Mikroskop wiegt zwischen 15 und 20 Kilogramm. Dieses Gewicht muss über die Antriebe kompensiert werden. Norbert Sporer betont: „Mehr Kraft als für das Heben einer Tafel Schokolade dürfen Ärzte und Ärztinnen nicht aufbringen, sonst müssen sie warten, bis sich ihre Fingerspitzen wieder beruhigen. Und mit unserer Antriebstechnik ist es möglich, 20 Kilo mit einer Feder zu bewegen.“

Außerdem dürfe nichts schwingen, wenn man mit hoher Vergrößerung arbeitet. Ansonsten wird dem Anwendenden schlecht, wenn er durch die Okulare schaut. Dank der aktiven Schwingungsdämpfung bleiben Operationsmikroskope auch dann stabil, wenn sie losgelassen werden – ganz ohne das Einrasten mechanischer Bremsen. Dadurch werden die Motoren nicht blockiert und können weiterhin kontinuierlich Schwingungen ausgleichen. Das Ergebnis sind ruhigere, präzisere und sicherere Eingriffe sowie ein effizienterer Arbeitsablauf im OP.

Die Top 3 Eigenschaften der SensoJoints grafisch dargestellt

Schwingung

Grafik über die Vibration von SensoJoints; copyright: KYOCERA

Schwingung (vibration): Die Schwingung nach einem Impuls wird schnell abgefangen und klingt rasch ab. SensoJoints besitzen aktive Schwingungsdämpfung und können Positionen stabil halten, auch wenn Störkräfte wirken.

Geschwindigkeit

Der SensoJoint regelt die Drehzahl sehr fein und kann auch bei niedrigen Geschwindigkeiten gleichmäßig laufen.

Verbleibende Reibung

Grafik über die Eigenschaften von SensoJoints; copyright: Sensodrive

Verbleibende Reibung (remaining friction): Die Reibungskompensation funktioniert so gut, dass kaum störende Restreibung übrigbleibt; das verhindert Stick-Slip-Effekte und verbessert die Feinfühligkeit.

Anwendungsbeispiel Rollstuhl mit KI-Assistenzroboter

Sicherer und feinfühliger Antrieb für die Mensch-Maschine-Interaktion

Rollstuhl mit Roboterarm; copyright: DLR

Ein weiteres aktuelles Projekt ist der KI-Assistenzroboter, der in Zusammenarbeit mit dem DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) entwickelt wurde. Der Roboter ist ein elektrischer Rollstuhl mit Roboterarm und KI-Steuerung. Er hilft beispielsweise beim Trinken oder beim Greifen von Gegenständen und soll Menschen mit Mobilitätseinschränkungen im Alltag unterstützen.

Gesteuert wird er per Joystick: Die Nutzenden geben nur eine grobe Richtung vor, die KI übernimmt den Rest und passt die Bewegungen automatisch an. Der Roboterarm auf Basis von SensoJoints ermöglicht eine sichere und feinfühlige Bewegungsausführung, wenn Mensch und Roboter interagieren. Mehr über die extrem schnelle Umsetzungszeit des Projekts berichtet Norbert Sporer:

Ein Blick ins Innere

Der Aufbau eines einbaufertigen Robotik-Antriebssystems

Explosionsbild Elemente eines Sensomotors

Wie Hersteller beim Entwicklungsprozess Zeit und Kosten sparen

Die Verringerung der Entwicklungszeit ist in der Robotik entscheidend, da sie Produkte schneller zur Marktreife bringt, Kosten senkt und das Risiko langwieriger Fehlentwicklungen reduziert. Insbesondere bei Cobots und Medizinrobotern dauern Eigenentwicklung und Sicherheitszertifizierung sonst oft mehrere Jahre.

Kürzere Entwicklungszeiten ermöglichen eine frühere Markteinführung und eine schnellere Reaktion auf neue Anforderungen. Laut Sensodrive sind dadurch Einsparungen bei Entwicklungs-, Zertifizierungs- und Produktionskosten in siebenstelliger Höhe möglich. Der daraus resultierende Wettbewerbsvorteil: Unternehmen können fortschrittliche Technologien früher integrieren und sich besser im Markt positionieren.

Norbert Sporer gibt Tipps, wie Hersteller an einen neuen Entwicklungsprozess herangehen können:

Astronaut auf der Raumstation ISS hält eine Durckerkartusche in der Hand; Copyright: Auxilium Biotechnologies

Schneller entwickelt - schneller auf dem Markt

Standardkomponenten werden in der Robotik laut Sporer in Zukunft also eine viel größere Rolle spielen. Damit können Hersteller punkten. Wer Entwicklungszeit spart, kann früher liefern und schneller auf neue Anforderungen reagieren. Laut Sensodrive werden so Einsparungen bei Entwicklungs-, Zertifizierungs- und Produktionskosten in siebenstelliger Höhe möglich. Kürzere Entwicklungszyklen bedeuten weniger Zeit für technische Sackgassen, Iterationen und Verzögerungen. Der klare Wettbewerbsvorteil: Unternehmen können marktführende Technologie früher in eigene Produkte integrieren und sich besser im Markt positionieren.

In der Robotik ist Zeit nicht nur ein Produktionsfaktor, sondern ein strategischer Vorteil. Wer Entwicklung beschleunigt, bringt Innovationen schneller in Kliniken, Fabriken und Assistenzsysteme — und entscheidet damit oft mit darüber, wer im Markt vorne liegt.

Lächelnde Frau mit braunen Haaren - Natascha Mörs; Copyright: beta-web

Autorin: Natascha Mörs | Redaktion COMPAMED.de

Seit beinah 20 Jahren schreibt und dreht die Multimedia-Redakteurin Natascha Mörs für COMPAMED.de. Sie gibt gerne Einblicke in die Details von Materialien, miniaturisierten Komponenten und führt Gespräche mit Zulieferern aller Bestandteile, die Medizintechnik erst möglich machen.

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