Taktile Sensorsysteme sind dem menschlichen Tastsinn nachgebildete Sensorsysteme, die es ermöglichen durch bestimmte technische Elemente mechanische Berührungen wahrzunehmen. Es ist damit möglich sowohl einzelne Berührungen, als auch großflächige Druckverteilungen ortsaufgelöst zu erfassen. Der Einsatz in technischen Systemen eröffnet dabei neuartige Ansätze im Bereich der Mensch-Maschine Interaktion, Systemsicherheit und Prozessüberwachung. Die möglichen Einsatzfelder erstrecken sich über eine Vielzahl unterschiedlicher Branchen und reichen von der klassischen Industrieautomatisierung, über moderne Roboteranwendungen bis hinein in die Medizintechnik.

Das Fraunhofer IFF entwickelt und fertigt maßgeschneiderte taktile Sensorsysteme. Das Leistungsangebot reicht dabei von einfachen Prototypen bis hin zu komplexen Sensorsystemen inklusive Elektronik und Software. Nachfolgend geben wir Ihnen einen Überblick über die Sensortechnologie und zeigen Ihnen mögliche Anwendungsfelder und Referenzprojekte

Sensortechnologie

Das Herzstück der taktilen Sensorsysteme des Fraunhofer IFF bilden Messwandler auf Basis piezoresistiver Polymerkomposite. Das damit realisierbare resistive Messprinzip ermöglicht in Kombination mit einem innovativen, zum Patent angemeldeten Matrixaufbau die ortsaufgelöste Erfassung von Druckverteilungen. Der Einsatz von hochflexiblen Kontaktierungsmaterialien gewährleistet eine hohe Robustheit und Lebensdauer. Intelligente Sensorelektroniken gewährleisten die schnelle und sichere Abtastung der Messwandler. Je nach Einsatzfall kann die Sensorelektronik dabei separat oder direkt in die Messwandler integriert werden. Für die Systemintegration stehen verschiedene Kommunikationsschnittstellen oder auch Schaltausgänge zur Verfügung.

Vielseitig einsetzbar

Die taktilen Messwandler können hinsichtlich Form, Größe und Auflösung an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Moderne Fertigungsverfahren ermöglichen eine freie Formgebung, wodurch auch komplex gekrümmte oder flexible Messwandler realisiert werden können. Für die Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen stehen verschiedene Hüllmaterialien zur Verfügung. Neben besonders robusten Varianten, können damit auch wasserdichte, luftdurchlässige oder stoßdämpfende Messwandler gefertigt werden.

Hohe Sicherheit

Da insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen die Zuverlässigkeit und Überwachung der Sensorfunktion eine entscheidende Rolle spielt kann das taktile Sensorsystem mit einer Ruhestromüberwachung ausgestattet werden. Es ist damit möglich die Funktionsfähigkeit jeder einzelnen Sensorzelle zu überwachen. Zusätzlich kann das Sensorsystem im Einsatz als Kollisionssensor durch die Verwendung stoßdämpfender Hüllmaterialien das Verletzungsrisiko effektiv reduzieren und so einen entscheidenden Beitrag zur Personensicherheit liefern. Der Einsatz robuster Materialien gewährleistet eine hohe Lebensdauer, wobei in Langzeitversuchen bereits mehr als 50 Mio. Schaltzyklen erreicht wurden.

Anwendungsfelder

• Robotik

• Künstliche Haut zur Mensch-Roboter-Interaktion
• Kollisionserkennung an mobilen Robotern und FTS
• Eingabegeräte zur Programmierung und Steuerung von Robotern
• drucksensitive Fußbodenbeläge zur Bereichsüberwachung und Anwesenheitskontrolle
• taktile Greiferbacken zur Überwachung von Greifprozessen

• Industrieanwendungen

• Kollisionserkennung und Absicherung von bewegten Maschinenteilen
• drucksensitive Fußbodenbeläge zur Bereichsüberwachung und Anwesenheitskontrolle

• Logistik

• Drucksensitive Fußbodenbeläge zur Verfolgung von Personen / Warenströmen
• Drucksensitive Fußbodenbeläge zur Objektlokalisierung (Wo ist mein FTS?)
• Drucksensitive Fußbodenbeläge zur Personenzählung

• Automobil

• Fahrzeuginsassenerkennung
• Sitzkomfortmessungen
• Drucksensitive Oberflächen

• Medizintechnik

• Ganganalyse (Druckmessung im Schuh, Abrollverhalten usw.)
• Medizinische Lagersysteme (Dekubitusprophylaxe)
• Druckmessungen an Prothesen
• Sitzkomfortmessung
• Drucksensitive Fußbodenbeläge zur Sturzerkennung

• Virtual Reality / Augmented Reality

• Tangible Interfaces
• Haptische Interfaces