Sensorik und Aktorik

CeSMa Lenkrad
© Fraunhofer ISC

Sensorik und Aktorik sind bedeutende Schlüssel- und Querschnittstechnologien für zahlreiche Bereiche des Alltags. Das Fraunhofer ISC und insbesondere das Center Smart Materials and Adaptive Systems CeSMA sowie die Gruppe Optik und Elektronik beschäftigen sich intensiv mit diesem Technologiefeld, das große wirtschaftliche und gesellschaftliche Chancen erhoffen lässt.

Unsere Entwicklungen für Sensorik und Aktorik bieten neue Funktionalitäten, Produktdesigns und Bedienkonzepte sowie Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Automotive, Maschinen- und Anlagenbau, Gesundheit und Sportmedizin sowie Textil.

 

 

Mehr Informationen

Erfahren Sie mehr über die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten unserer Sensoren und Aktoren unter  

Dielektrische Elastomersensoren (DES)

messen Verformungen oder Druckeinwirkungen. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig:

  • Messung von Greifkräften in einem Handschuh oder am Roboter
  • Registrierung von Sitzhaltung und Gewichtsverlagerung im Automobil- oder Möbelbereich
  • Dehnungs-, Verformungs- und Druckmessung in Textilien
  • Druckmessung in Sport- und Freizeitgeräten
  • Kollisionsschutz für Mensch-Maschine-Schnittstellen
  • Pulsmessung

 

Piezoelektrische Materialien

lassen sich als Spannungs-Dehnungs-Sensoren, als Näherungssensoren sowie als Ultraschallwandler- und Sensoren einsetzen:

  • Zur Strukturüberwachung (condition monitoring) von Bauteilen; in Glaskeramik gekapselt sogar unter extremen Temperaturen (bis 900 °C) und Atmosphären einsetzbar
  • Für flexible gedruckte Sensorikanwendungen, beispielsweise für flexible Touchscreens oder auf Textilien (zur Überwachung von Bewegungsabläufen oder Körperfunktionen)
     

Glasdosimeter

aus besonders sensitiven Gläsern zur Überwachung von Umwelteinwirkungen:

  • Überwachung von empfindlichen Objekten in Innenräumen, beispielsweise Museen
  • Umweltmonitoring im Umfeld von Industrieanlagen

Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF)

können durch magnetische Steuerung eine reversible Versteifung erzielen und finden daher Einsatz als:

  • Adaptive Dämpfer
  • Kupplungen
  • Bremsen

     

Magnetorheologische Elastomere (MRE)

ebenfalls magnetisch steuerbar, verändern ihre Festigkeit und können Bewegungsmuster ausführen:

  • Schwingungsdämpfung (Scherung, Quetschung)
  • Steuerbare Lager
  • Dichtungen, Ventile
  • Haptische Bedienelemente
  • Flexible Greifer


Dielektrische Elastomeraktoren

können durch elektrische Anregung lineare Bewegungen, aber auch komplexe Bewegungsmuster in bis zu 5 Richtungen ausführen. Sie lassen sich als »künstliche Muskeln« in verschiedenen Bereichen einsetzen:

  • Flexible Greifer
  • Lautsprecher
  • Bewegung von Klappen und anderen mechanischen Komponenten
  • Steuerung von Spiegeln und weiteren optischen Elementen
  • Ventile und Pumpen
  • Bedienelemente mit taktiler Anregung

Service für Kunden

  • Praxisgerechte Materialentwicklung und Erarbeitung neuer Sensor- und Aktorkonzepte
  • Auslegung der Materialeigenschaften auf spezifische Anwendungen und Anforderungen
  • Design, Konstruktion und Umsetzung neuer bzw. kundenspezifischer Sensor- und Aktorsysteme
  • Untersuchung und Verbesserung der Materialien hinsichtlich Einsatzbedingungen und Lebensdauer
  • Konstruktion mechatronischer Systeme und Umsetzung mechanischer Bauteile insbesondere Erstellung eines Prototyps
  • Organisation und Durchführung von Messkampagnen
  • Erschließung neuer Anwendungen
  • Beratung hinsichtlich Transfer und Integration in Industrieverfahren und -produkte

Projekt TheraTex

Das Ziel des Projekts TheraTex, gefördert durch das BMBF im Rahmen der Initiative zwanzig20 FutureTEX ist die Entwicklung verschiedener textilintegrierter Technologien, um Patient*innen mit halbseitiger Lähmung (Hemiparese) eine nutzerzentrierte, therapeutenunabhängige Therapie zu ermöglichen.
Die Textilentwicklung erfolgt nach dem User-Centered Design, um die Anforderungen an ein praktikables, ergonomisches und ästhetisches Textil- und Modedesign zu erfüllen (Weissensee Kunsthochschule).


Besonders berücksichtigt wird die leichte Handhabung beim An-/Ausziehen und der hohe Tragekomfort (Strick Zella).
Die Besonderheit liegt in der Kombination unterschiedlicher Sensortypen zur Detektion von Körperhaltungen durch Elastomer – Sensoren / Elektroden (Fraunhofer ISC, rehamed-tec) und Bewegungen (TU-Berlin) in Textilien und Schuheinlagen. Aktorische Funktionen erfolgen durch Elektrodenarrays zur unterstützenden Stimulation degenerierter Muskeln (Valitech). Mit Hilfe einer Software (ART&COM Studios), die Bewegungen und Körperhaltungen visualisiert und Patient*innen im Sinne eines motivierenden Feedbacks in der privaten Umgebung und im alltäglichen Leben motiviert, soll der Therapieverlauf verbessert und beschleunigt werden.

Ihre Ansprechpartner vor Ort

Gerhard Domann

Contact Press / Media

Gerhard Domann

Leiter CeSMA

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Neunerplatz 2
97082 Würzburg

Telefon +49 931 4100-551

Bernhard Brunner

Contact Press / Media

Dr. Bernhard Brunner

Projektleiter CeSMA

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Neunerplatz 2
97082 Würzburg

Telefon +49 931 4100-416