Roboterglieder

Roboterglieder bezeichnen mechanische Glieder, die menschliche Gliedmaßen oder Arme ersetzen oder ergänzen. Sie werden oft von Motoren, Hydraulik oder Pneumatik angetrieben und umfassen Typen wie industrielle Roboterarme, künstliche Gliedmaßen (Prothesen), Exoskelette sowie autonome oder teleoperierte Gliedersysteme. Designs können anthropomorph sein oder nicht, und Endeffektoren wie Greifer, Schweiß- oder Fräswerkzeuge ermöglichen unterschiedliche Aufgaben. In der Medizintechnik dienen sie der Rehabilitation, in der Industrie der Automatisierung.

Kernkomponenten sind Aktuatoren, Gelenke, Endeffektor und Sensorik. Aktuatoren liefern Dreh- oder Linearbewegungen; Sensoren erfassen Position, Kraft und Kontakt. Die Steuerung erfolgt durch eingebettete Recheneinheiten oder externe Controller, Teach-Pendants oder KI-basierte Planer. Typische Antriebe sind elektrische Servomotoren, Hydraulik oder Pneumatik. Trajektorienplanung, kinematische Verkettungen und Regelungstechniken wie PID ermöglichen präzise Bewegungen. Sicherheit wird durch Not-Aus-Systeme, Kollisionsvermeidung und normative Vorgaben gewährleistet (ISO 10218; ISO/TS 15066).

Anwendungen reichen von der industriellen Fertigung über Schweißen, Montage und Lackierung bis zu medizinischen Prothesen- und Exoskelettsystemen; in Forschung, Raumfahrt und Rettung finden mobile oder hybride Gliedersysteme Einsatz. Die Entwicklung zielt auf bessere Mensch-Roboter-Kollaboration, höhere Flexibilität, Leichtbau und Energieeffizienz.

Geschichte: Bereits in den 1950er und 1960er Jahren wurden die ersten industriellen Roboterglieder eingeführt, insbesondere in der Automobilfertigung. Fortschritte in Sensorik, Regelungstechnik und künstlicher Intelligenz haben die Leistungsfähigkeit deutlich erhöht. Sicherheitsstandards wie ISO 10218 für industrielle Roboter und ISO/TS 15066 für die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine spielen heute eine zentrale Rolle.