Intuitive Gabelstapler-Hubgerüststeuerung mit haptischem Feedback

Problemstellung

Aufgrund der hohen Flexibilität werden für den Transport von Lasten bzw. Ladungsträgern in der Intralogistik häufig Gabelstapler eingesetzt. Die Handhabung der Last erfolgt dabei mit Hilfe des verbauten Hubgerüsts, deren Steuerungen derzeit jedoch aus einer Vielzahl von herstellerspezifischen Bedienkonzepten bestehen. Diese meist mit Hand- oder Fingerhebeln ausgeführten Steuerungen sind vor allem für unerfahrene oder wechselnde Fahrer nicht intuitiv bedienbar, da die gewünschte Bewegung des Hubgerüsts nicht mit der notwendigen Manipulation der Steuerung übereinstimmt. Die damit verbundene Mehrfachbelastung erschwert die Handhabung der Last und führt zu einem gesteigerten Fehlerpotential. Aus diesem Grund ist es erforderlich, eine neuartige intuitive Hubgerüststeuerung für Gabelstapler zu entwickeln, die sowohl die Einlernzeit reduziert als auch einen fehlerfreien Betrieb ermöglicht.

Zielsetzung

Im Fokus des Projekts „Entwicklung einer intuitiven Gabelstapler-Hubgerüststeuerung mit haptischem Feedback" steht daher die Konzeption einer neuartigen Steuerung, die dabei helfen soll, die Einarbeitungszeit neuer Mitarbeiter und das Auftreten von Anwendungsfehlern zu reduzieren. Das Konzept sieht die Aufteilung der Hubgerüststeuerung und die Steuerung der Fahrbewegungen mithilfe von ergonomisch gestalteten Joysticks auf die beiden Hände des Fahrers vor. Neben der intuitiven Bedienung soll die neue Steuerung in der Lage sein, dem Nutzer haptisches Feedback zu geben. Dem Fahrer werden so z. B. durch Vibration oder Verstärkung des Widerstands bei der Betätigung der Joysticks zusätzliche Informationen bereitgestellt. Dadurch soll eine Bedienung des Gabelstaplers ohne weitere Informationsanzeigen, die den Blick des Fahrers von der Arbeitsaufgabe ablenken, ermöglicht werden. Neben der haptischen Feedbacksteuerung soll die Sensorik und Software gleichzeitig in der Lage sein, Daten für ein Fahrerassistenzsystem und ein Predictive-Maintenance-System zu sammeln und zu interpretieren. Mithilfe des Fahrerassistenzsystems lassen sich z. B. vordefinierte Hubhöhen oder Neigungen des Hubgerüsts vereinfacht anfahren. Das Predictive-Maintenance-System soll hingegen frühzeitig Verschleiß oder Ausfälle von Komponenten detektieren und zielgerichtet Warnungen aussprechen.

Vorgehensweise

Beginnend mit einer umfassenden Analyse der Anforderungen und der Funktionen des Gabelstaplers erfolgt die Entwicklung eines intuitiven Steuerungskonzepts. Ausgehend von diesem Steuerungskonzept wird ein Sensoren- und Aktuatorenkonzept entwickelt und ein Funktionsdemonstrator umgesetzt. Stetig laufende Tests von Anschauungsmodellen gewährleisten eine ergonomische Gestaltung der Bedienelemente. Anschließend werden die entwickelten Bedienelemente gefertigt und in einen Versuchsträger eingebaut. Parallel erfolgt die Entwicklung des Predictive Maintenance Systems und des Fahrerassistenzsystems. Abschließend soll durch Probandenversuche die Usability und Ergonomie der neuen Steuerungslösung überprüft und bewertet werden. Das Fahrerassistenzsystem soll auf seinen praktischen Nutzen getestet und die Wirkung der verschiedenen Formen des haptischen Feedbacks auf die Fahrer bewertet werden.

Projektpartner

  • bassen electronic GmbH
  • Vemcom GmbH

Förderung

Dieses Forschungsprojekt wird unter dem Kennzeichen ZF4492102HM8 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gefördert.

Ansprechpartner

Leonhard Feiner, M.Sc.