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Offroading auf dem Mars

1. Juni 2022

Eine Gruppe innovativer Studierender der Hochschule Technik betritt Neuland. Mit dabei sind auch drei Elektro- und Informationstechnikstudenten. Zusammen mit vier Maschinenbauer:innen und zwei Informatikern nehmen sie an der European Rover Challenge 2022 teil. Das Ziel: Einen Mars Rover zu bauen, der auf einer nachgebauten Marsoberfläche in Polen verschiedene Aufgaben autonom ausführen kann.

Von Joel Becker

Prof. Dr. Sebastian Gaulocher
Joel Becker

Joel Becker hat seine Lehre bei der Endress+Hauser Flow AG im Basellandschaftlichen Reinach gemacht. Noch während der Lehre wechselte er zu einem Tochterunternehmen, der TrueDyne Sensors AG, wo er seine Lehrabschlussarbeit schrieb und auch heute noch während der Semesterferien arbeitet. Nach der Lehre war er in der Entwicklung im Bereich Messtechnik und Embedded Software tätig, bevor er sein Studium im Bereich Elektro- und Informationstechnik im Herbst 2020 antrat. Dort interessiert er sich insbesondere für Embedded Systeme und digitale Signalverarbeitung.

Wenn ich etwas nennen müsste, was uns neun Studenten und Studentinnen verbindet, wäre es das Verfolgen der Challenge. Alle von uns suchen die Herausforderung. Und genau das ist es, was das FHNW Rover Team zusammengeführt hat. Alles Leute, die etwas bauen, entwickeln, designen und verbessern wollen. Schnell sind wir auf die European Rover Challenge gestossen, einen internationalen Wettbewerb für Studierendenteams. Während drei Tagen absolvieren die Teams mit ihren Rovern spezielle Mars-Aufgaben wie autonomes Navigieren, Aufsammeln von Bodenproben, aber auch Wartungsarbeiten an einem Panel. Die Challenge gefiel uns. Und sie sah realistisch aus. Wer wollte nicht schon immer einmal etwas für den Mars bauen?

First Steps

Im September 2021 sind wir mit einer ersten Idee gestartet. Während des Herbstsemesters 2021 haben wir das Konzept ausgearbeitet und uns selbst kritische Fragen zum Wettbewerb gestellt. Was muss unser Rover können? Soll er sich mit Räder oder via Ketten bewegen? 4 oder 6 Räder? Wie kommunizieren wir mit dem Rover? Wieviel Motorleistung benötigt das Gefährt? All diese Fragen haben unser Konzept weitergetrieben, und daraus haben wir einen ersten Prototyp für den Aufbau und den Antrieb entwickelt. Dieser sah im März 2022 das erste Mal das Sonnenlicht und durfte auf dem FHNW Campus in Brugg über Stock und Stein fahren (siehe Abb. 1). Und wenn wir ehrlich sind, war der schon ziemlich cool. Ganz zufrieden waren wir trotzdem nicht. Werden wir wohl nie sein.

Abbildung 1: Der Rover des FHNW Rover Teams im Einsatz auf dem Campus

“Manupulator”

Um die verschiedenen Aufgaben am Wettbewerb zu meistern, benötigt der Rover ausserdem einen Greifarm. Diesen haben die Maschinenbauer:innen selbst entwickelt und konstruiert. Angesteuert wird er über smarte Servos. Das sind positionsgesteuerte Motoren, die über ein digitales Protokoll kontrolliert werden können. Damit wir die Armbewegungen simulieren konnten, schrieben wir eigens eine Software für einen Industrie-PC. Mit dieser können auf dem PC Bewegungen vorgegeben werden, die der Rover-Arm zeitgleich ausführt (siehe Video weiter unten). Neben all diesem konzentriertem Arbeiten haben wir aber auch viel Spass. So tauften wir unseren Greifarm Manupulator und feiern immer wieder interessante Red Bull und Ravioli Partys. Schliesslich sind wir immer noch Studis.

Next Steps

Was folgt noch? Nach einer detaillierten Analyse unseres Prototyps wollen wir den Rover weiter verbessern. Die Räder sollen steifer werden, um den Rollwiderstand zu verringern, und die Motoren müssen bei tiefen Drehzahlen mehr Drehmoment haben. Ausserdem soll der Rover leichter werden. Zu tun gibt es jedenfalls genug. Im Moment sind wir daran, die geplanten Verbesserungen umzusetzen, Material für Gehäuse und Radaufhängung zu bestellen und den finalen Rover zu fertigen und zusammenzubauen. Daneben vervollständigen wir laufend die Dokumentationen für den Wettbewerb. Damit hoffen wir, uns für den Wettbewerb vor Ort zu qualifizieren.

Wenn ihr mehr über unser Rover Projekt lesen möchtet könnt ihr unseren FHNW Rover Team Blog lesen (hier) oder uns auf Instagram (hier) oder LinkedIn (hier) folgen.

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