Das Projekt "Innovative Stromspeicher fuer die Elektrotraktion auf Li-Ion (Swing)-Basis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VARTA Batterie, Forschungs- und Entwicklungszentrum durchgeführt. Das Lithium-Ion oder Swing-System basierend auf einer Kohlenstoff-Lithiummetallelektrode mit einer Metalloxidgeneelektrode (z.B. LiCoO2) und einem organischen Fluessigelektrolyten ist die erste wiederaufladbare Lithiumbatterie die erfolgreich fuer den Betrieb von tragbaren Geraeten kommerzialisiert wurde. In kleinen Laborzellen (1-10 Wh Energieinhalt) sind bei Varta und weltweit bereits spezifische Energien von 100 Wh/kg bei einer Lebensdauer von ueber 1000 Lade-/Entladezyklen demonstriert worden. Dieses sind Leistungsdaten die auch fuer Elektrostrassenfahrzeuganwendungen attraktiv sind. Fuer diese Anwendungen muss jedoch das teure Cobaltoxid ersetzt werden. Ebenfalls kann der Einsatz von festen Polymerelektrolyten anstelle des brennbaren Fluessigelektrolyten die Batteriesicherheit steigern und aufgrund der leichteren und einfacheren Zellbauweise die spezifische Energie weiter erhoehen und die Herstellungskosten senken. Als kostenguenstige Elektrodenmaterialien werden im Rahmen des Vorhabens zyklenstabile Manganoxidverbindungen (Spinelle) entwickelt. Neue Polymermaterialien mit erhoehter Leitfaehigkeit sowie erhoehter Stabilitaet gegenueber Oxidation und Reduktion werden untersucht. Die Eignung des Systems fuer ESF-Anwendungen wird durch Demonstratoren mit 15Wh/kg gezeigt.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Auslegung und Bau des Demonstrators eines Kletterroboters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH durchgeführt. Das Projekt 'InspiRat' zielt auf die Entwicklung des Demonstrators eines Kletterroboters für die Inspektion linearer Strukturen ab. Zielapplikationen sind Bereiche von Kabel- oder Rohrsystemen, die aufgrund der Größe durch den Menschen nicht erschlossen werden können (Kabelschächte im Hoch- und Tiefbau, Industrieanlagen, Aufzugsanlagen etc.). Technische Muster- oder Vorbildgeräte für derartige Aufgaben existieren nicht. Für den Bau eines Demonstrators sind Vorbilder aus der Natur zwingend erforderlich. Es sind technische Lösungen für die mechanische Struktur des Körpers, der Beine, der Greifhände, der energieminimalen Steuerung, der angepassten Sensorik und der Telekommunikation zu entwickeln. Die Ergebnisse der im Projekt geführten Einsatzuntersuchungen können zu Funktionsprinzipen führen, die in einem konkreten Entwicklungsprojekt münden. Bei verwertbaren Ergebnissen kann dies mit dem Aufbau eines neuen Geschäftsfeldes bei TETRA verbunden sein.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Erprobung des intelligenten und autonomen Gefahrstofflagers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DENIOS AG durchgeführt. Itsowl-IGel ist ein Innovationsprojekt im Spitzencluster it's OWL. Gesamtziel ist es, durch die Fusion multimodaler Sensorik und neuer mechatronischer Entwurfstechniken ein Gefahrstofflager zu entwickeln, das einen Automaten zur sicheren Abfüllung von Gefahrstoffen enthält sowie in der Lage ist Schäden an eingestellten Gebinden zu erkennen und autonom darauf zu reagieren. Das Teilziel von DENIOS ist es, zusammen mit den beiden Forschungspartnern neue Produkte für die Lagerung, Überwachung und Abfüllung von Gefahrstoffen zu entwickeln, die sich durch einen hohen Automatisierungsgrad und eine intelligente Informationsverarbeitung auszeichnen. Das Vorhaben untergliedert sich in folgende vier Querschnittsprojekte: QP1: Szenario-Analyse. QP2: Sensor- und Informationsfusion. QP3: Mechatronischer Systementwurf. QP4: Entwurf Gesamtsysteme. Zudem wird in drei Pilotprojekten die Realisierung und Erprobung von neuen Produkten und neuen Technologien verfolgt: PP1: Integriertes und sensorbasiertes Frühwarnsystem. PP2: Teilautomatisierter Gefahrstoffautomat. PP3: Integration Gesamtsystem. Weitere Arbeitspakete sind das Projektmanagement und der Ergebnistransfer. DENIOS ist verantwortlich für QP 1, QP 4, PP3 sowie für das Projektmanagement. DENIOS wirkt zudem bei allen anderen Teilprojekten maßgeblich mit.
Das Projekt "E-FFEKT - Effiziente Flussführung eines Käfigläufertraktionsantriebes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Elektrotechnik durchgeführt. Viele Antriebsstrangkonzepte basieren heute auf der feldorientiert-geregelten, permanenterregten Synchronmaschine (PSM), da sie eine höhere Leistungsdichte aufweist und im Teillastbereich der kostengünstigen, robusten Asynchronmaschine (ASM) bzgl. des Wirkungsgrades überlegen ist. Nachteile der PSM sind teure Magnetwerkstoffe sowie die anspruchsvolle Fertigungstechnologie. Im Vorhaben 'E-FFEKT' soll die Asynchronmaschine zu einer energie- und kosteneffizienten Alternative zur PSM qualifiziert werden. Hierzu wird eine neuartige, wirkungsgradoptimierte Rotorflussregelung, die Sekundäreffekte berücksichtigt, entwickelt sowie in einem Demonstrator implementiert und validiert. Ziel ist neben der eigentlichen Funktion auch die serientaugliche Umsetzbarkeit des Verfahrens sicherzustellen. Dies wird durch die Verwendung Kfz-tauglicher Komponenten und die Begleitung des Projektes durch einen -allen Interessenten offenstehenden- Industriebeirat erreicht.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Funktionelle Morphologie des Mikrogreifens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Metallforschung durchgeführt. Die Antragsteller haben sich zu einem Verbundprojekt zusammengefunden, mit dem Ziel, den zukunftsträchtigen Markt der bionisch inspirierten Kletterrobotik von Deutschland aus in seiner gesamten Breite von der Grundlagenforschung bis zum Produkt wesentlich zu bestimmen. Bisherige Kletterroboter sind für die Inspektion und Reinigung glatter Wände (Fensterscheiben, Beton- oder Stahlflächen) mit Saugnäpfen ausgelegt. existiert Es existiert eine Vielzahl von baulichen und technischen Altbeständen, deren Kommunikations- und Versorgungsnetze dokumentiert, kontrolliert bzw. ersetzt werden sollen. Dokumentationen hierzu sind eher eine Seltenheit und die Leitungen sind oft schwer zugänglich für eine direkte Inspektion. Für diese Wartungs- und Dokumentationsarbeiten wäre es hilfreich, eine Maschine zu haben, die autonom Kabel oder Rohrleitungen von außen inspizieren kann. Wichtig für eine derartige Klettermaschine ist ein möglichst kleiner Bauraum bzw. eine 'schlanke' Struktur, so dass auch relativ kleine Öffnungen passiert werden können. Der Gedanke an eine biologisch inspirierte mechanische Ratte, eine 'InspiRat', ist bei diesen Vorgaben nahe liegend. Gemeinsames Ziel der Antragsteller ist als Arbeitsbasis ein grundlegendes Verständnis des quadrupeden Kletterns für die Umsetzung der Ergebnisse in einen biologisch inspirierten Kletterroboter 'InspiRat'. Erstmals soll unter Anwendung verschiedener Analysetechniken eine systematische Untersuchung des Kletterns unter kinematischen und dynamischen Aspekten erfolgen. Reibung ist das Prinzip, welches in den meisten Greifsystemen zu vermuten ist. Sie ist verantwortlich für die Fixierung oder die Bewegungsbeschränkung zwischen zwei Oberflächen mit der Hilfe von unterschiedlichen Typen von Mikro- bis Nanostrukturen. Auch die Härte und Elastizität sowie andere mechanische Eigenschaften der biologischen Greifflächen sind kaum untersucht. Auf Grund unserer bisherigen Untersuchungen an Insekten vermuten wir, dass ein biologisches Reibungssystem eine Oberfläche mit einer besonderen Kombination von Mikrostrukturen und mechanischen Eigenschaften hat. Man vermutet z.B. eine starke viskoelastische Komponente in den mechanischen Eigenschaften solcher Materialien. Unsere Reibungsexperimente haben deutlich demonstriert, dass ein glattes und strukturiertes Haftband mit Schaumstoff als Träger kombiniert die besten Reibungskoeffizienten aufweisen. Das Prinzip des Haftfilms auf einem weichen Substrat wurde durch biologische Haftsysteme inspiriert. Deswegen schlagen wir solche Materialien als sehr gute Kandidaten für die Implementierung in robotischen Greifsystemen vor.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Funktionelle Morphologie des Kletterns vierbeiniger Wirbeltiere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines kleinen bis mittelgroßen Kletterroboters nach dem Vorbild kletternder vierbeiniger Wirbeltiere. Mit diesem soll die externe Inspektion von Leitungsbündeln in dem Menschen unzugänglichen Einsatzbereichen ermöglicht werden. Die aus Vorarbeiten bekannte anatomische Grundstruktur der Vorbildtiere wird technisch abgebildet. Dabei spielt 'Intelligente Mechanik' eine zentrale Rolle. Parallel wird technisch-biologisch die funktionelle Nutzung der Strukturen analysiert (physiologische Kraft- und Momenten-Zeit-Verläufe beim Klettern aus Highspeedröntgen und Dynamometrie) und bionisch abgebildet. An die Aufgabenstellung angepasste Haft- und Greifmechanismen werden artübergreifend biologisch inspiriert entwickelt. Mit einer teilautonomen Steuerung wird die Maschine im Testfeld und im Freiland getestet. Die Entwicklung erschließt TETRA grundsätzlich neue Geschäftsfelder ohne Konkurrenzprodukte. Die Anwendungspartner erhalten eine Problemlösung. Die akademischen Partner schaffen Erkenntnisse und damit technisch-biologische Grundlagen für eine Vielzahl weiterer bionischer Entwicklungen. Alle Partner bauen ihr Know-How in der Bionik aus.
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