Logistik 4.0, mit dem Exoskelett SensHand gegen Gesundheitsschäden in der Lagerhaltung

In Lagerhallen, der Gepäckverteilung oder in der Postlogistik werden Lasten bis zu 35 Kilo bewegt. Über den Tag kann sich die gewuchtete Last so auf bis zu 12 Tonnen pro Person summieren.

Hier sind Hebehilfen gefragt, um auf Dauer Gesundheitsschäden zu vermeiden. Die vorhandenen Lösungen stoßen jedoch schnell an Grenzen. Sie reagieren zu träge oder erweisen sich anderweitig als nicht praktikabel. Daher werden sie kaum verwendet. Die Partner im BMBF-Projekt SensHand haben nun einen intelligenten Handschuh-Prototyp entwickelt, der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Logistik unterstützen soll.

Exoskelette, auch Außenskelette oder Stützroboter genannt, werden am Körper getragen. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen aktiven und passiven Exoskeletten. SensHand zählt zu den passiven Hebehilfen. Das multimodale, seilzugbasierte Assistenzsystem ist für die manuelle Lastenhandhabung konzipiert. Die Kraft und Ausdauer der Technik werden mit den koordinativen Fähigkeiten des Menschen kombiniert. Die Steuerung erfolgt dabei vollständig über die im Handschuh integrierten Sensoren. So bleiben die taktilen Fähigkeiten des Benutzenden erhalten. Der Prototyp integriert Druck-, Biege- und Lagesensoren zur gestenbasierten Steuerung des kraftunterstützenden Seilzugs. Die intuitive Bedienbarkeit kommt den eingeübten Arbeitsweisen der Nutzerinnen und Nutzer entgegen.

Das vielköpfige Forschungskonsortium unterschiedlicher Disziplinen hat mit SensHand ein komplex aufgebautes Exoskelett entwickelt. So haben sich die Ergonomie-Expertinnen und Experten des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) mit der zuverlässigen Kraftkopplung zwischen Seil und Handschuh beschäftigt. Dabei sollte die Bewegungsfreiheit und Flexibilität der Trägerinnen und Träger zu jedem Zeitpunkt erhalten bleiben. Im Institut gab es einen eigens dafür aufgebauten Versuchsstand mit Seilzug, Antrieb und Steuerung. Hier wurden begleitende Funktionstests und abschließende Produktvalidierungen durchgeführt. Als Ergebnis dieser Arbeiten wurde dann der kraftführende Handschuh vorgestellt. »Der konzipierte Sensorhandschuh genügt nicht nur physiologischen und mechanischen Anforderungen, um beispielsweise schmerzhafte Einflüsse zu vermeiden und die Sicherheit der Personen zu gewährleisten, sondern berücksichtigt zugleich die integrierte Sensorik«, erklärt Dr. Martin Braun, der das Projekt von Seiten des Fraunhofer IAO leitete.

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Abschließend überprüfte das Fraunhofer IAO die Funktionalität, die Bedienbarkeit und den Nutzerkomfort des Sensorhandschuhs. Probandenversuche belegten die Anwendbarkeit des Lösungsansatzes. „Auch wenn das SensHand-System noch keine Marktreife erreicht hat, haben uns mehrere Unternehmensvertreter ein hohes Anwendungs- und Nutzenpotenzial attestiert“ ,stellt Braun fest.

Exoskelette stellen mechanische Muskeln für Industrie 4.0 bereit. Sie befinden sich meist noch in der Entwicklung. Ihnen allen ist gemeinsam, dass sie am Körper getragen werden. Wichtig ist daher, dass die Menschen das Exoskelett akzeptieren. Nur dann kann es wirkungsvoll unterstützen.

18.04.2018