Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Entwicklung eines Lehrroboters für die Lehrerausbildung im Fach Technik.

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1 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Entwicklung eines Lehrroboters für die Lehrerausbildung im Fach Technik

2 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

3 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

4 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

5 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Entwicklung eines Lehrroboters als Grundlage für ein neu zu entwickelndes Seminar im Rahmen des Masterstudiengangs zum Thema Robotertechnik und Mechatronik

6 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Vorgabe: Roboter soll Bindeglied sein zwischen Spielzeugrobotern…

7 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Vorgabe: …und professionellen Robotern aus industrieller Fertigung.

8 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Ursprüngliche Planung: Der Roboter soll sich - als autonomer Fahrroboter - mit Hilfe von Ultraschallsensoren - und Kamera - im Freien zu Recht finden und bewegen können.

9 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Erste Experimente und Messungen zu den geplanten Vorgaben

10 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

11 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

12 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

13 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

14 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Neue Planung: Der Roboter soll sich - als autonomer Fahrroboter - mit Hilfe von Ultraschallsensoren - und Kamera - im Freien zu Recht finden und bewegen können.

15 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Der Prototyp Im Jahr 2006 haben drei Studenten im Rahmen ihrer Examensarbeiten einen ersten Prototypen eines autonomen Fahrroboters entwickelt, konstruiert und programmiert.

16 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

17 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

18 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 1.1 Idee 1.2 Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

19 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

20 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Der neue Roboter soll - kleiner, leichter und moderner als der Prototyp sein -sich eleganter im Raum bewegen können - übersichtlich gestaltet sein - über einen leistungsstarkern Mikrocontroller verfügen, der - genug Anschlussmöglichkeiten für Sensoren und Aktoren hat

21 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Aussuchen von Fertigelementen

22 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Getriebemotor

23 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Zahnriemenscheiben

24 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Linearkugellager

25 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Trapezgewindespindel

26 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Trapezgewindemutter

27 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick Erstellen der einzelnen Fertigelemente als CAD-Modelle

28 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 2.1 Vorüberlegungen 2.2 Erste Schritte 2.3 Erstellung eines CAD-Modells 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

29 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

30 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

31 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

32 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

33 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

34 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

35 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

36 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

37 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

38 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Komponente:Realisierung: MikrokontrollerC-Control Pro Application Board 128 Aktoren2 Schrittmotoren (Antrieb), 2 Getriebemotoren (Greifarm) SensorenKamera, 3 Ultraschallsensoren EnergieversorgungAkku, Spannungsregler Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

39 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

40 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programm 5. Ausblick

41 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

42 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

43 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster C-Control Pro Application Board 128 Clock CW/ CCW Half/ Full Enable Schritt motor- Treiber L297/L298 M Step 2x Akku 12 V CMU cam Wert (N.) Entf. cm. SRF 10 3x Spannungs - Regler | 5V Programm Getriebemo tor- Treiber L298 M 2x CW/ CCW Enable V ref Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 3.1 Mechanik 3.2 Elektronik 4. Programmierung 5. Ausblick

44 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

45 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

46 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

47 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

48 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

49 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

50 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

51 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1. Idee und Vorgeschichte 2. Planung 3. Konstruktion und Fertigung 4. Programmierung 5. Ausblick

52 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Erstmalig Einsatz des Lehrroboters: Masterstudiengang WS 08 / 09 Separate Programmierarbeitsplätze: - die Antriebssteuerung - der Greifarm - die Bilderkennung - die Ultraschall- Sensoren

53 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick Version 3 ? Weitere Entwicklung und Verbesserung des zweiten Modells.

54 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster Inhalt: 1.Idee und Vorgeschichte 2.Planung 3.Konstruktion und Fertigung 4.Programmierung 5.Ausblick

55 Institut für Technik und ihre DidaktikWilhelm-Klemm-Str. 1048149 Münster