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TU Berlin

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Sammlung von Aufgabenstellungen für Abschlussarbeiten

Sollten Sie keine passende oder aktuelle Aufgabenstellung finden, so können Sie sich auch gern an unsere wissenschaftlichen Mitarbeiter wenden.

Entwicklung, Konstuktion und Bau einer Schneidvorrichtung für verholzte Triebe für die vollautomatische Pflege und Bewirtschaftung von Gebäudebegrünung

Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

Im Zuge des von der EU geförderten Forschungsprojektes Vertical Green 2.0 werden an der TU Berlin und weiteren internationalen Partnern das Potential und die nötigen Herausforderungen für die umfangreiche Nutzung von Fassadenbegrünung analysiert. Eine große Herausforderung stellt zurzeit die aufwendige Pflege der Begrünung dar. Das Fachgebiet Konstruktion von Maschinensystemen untersucht die Möglichkeiten, Grenzen und potentielle Konzepte für eine automatisierte Pflege und Bewirtschaftung.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eins Konzept und eins Prototyp für ein vollautomatisch geführtes Schneidwerk. Dieses soll stärkere und verholzte Triebe kappen und die Pflanzen zurückschneiden. Der Fokus liegt auf dem Schneidwerk selbst. Die benötigte Vorrichtung für die Positionierung ist bereits bzw. wird parallel von Dritten entwickelt.

Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

  • Analyse der Anforderungen an das benötigte Schneidwerk
  • Recherche zum Stand der Technik und der Funktion verschiedener Schneidwerke
  • Methodische Entwicklung eines Konzeptes für das Schneidwerk
  • Virtuelle Konstruktion des gewählten Konzeptes
  • Bau eines Prototyps
  • Analyse und des Test des Prototyps
  • Fazit und Ausblick

        Ansprechpartner:

        M. Sc. Sebastian Schröder

        Entwicklung, Bau und Test eines Versuchsstandes mit Regelung zum Ausgleich von Pendelbewegungen an Seilrobotern

        Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

        Im Zuge des von der EU geförderten Forschungsprojektes Vertical Green 2.0 werden an der TU Berlin und weiteren internationalen Partnern das Potential und die nötigen Herausforderungen für die umfangreiche Nutzung von Fassadenbegrünung analysiert. Eine große Herausforderung stellt zurzeit die aufwendige Pflege der Begrünung dar. Das Fachgebiet Konstruktion von Maschinensystemen untersucht die Möglichkeiten, Grenzen und potentielle Konzepte für eine automatisierte Pflege und Bewirtschaftung.

        Die nötigen Vorrichtungen bzw. Roboter müssen verschiedene Werkzeuge relativ zur Pflanze im Raum positionieren. In einem Konzept sollen Seilroboter für die Positionierung genutzt werden. Da diese durch ihre Anbindungen nur schwer vollständig statisch bestimmt im Raum aufgehängt werden können, bleiben ein oder mehr Freiheitsgrade undefiniert. Da für die Positionierung ohnehin Drehachsen benötigt werden, sollen diese genutzt werden um Pendelbewegungen auszugleichen. 

        Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

          • Analyse der Anforderungen an die Regelung zum Ausgleich der Pendelbewegungen
          • Recherche zum Stand der Technik von nötiger Sensorik und Aktorik
          • Entwicklung eines einfachen Versuchsaufbaus zum Testen der Regelung
          • Parametrisierung der Regelung
          • Analyse und des Test des Versuchsaufbaus und der Regelung
          • Fazit und Ausblick

              Ansprechpartner:

              M. Sc. Sebastian Schröder

              Entwicklung, Bau und Test einer sehr leichten Vorschubvorrichtung für Filament bei 3d Druckern mittels Servomotoren

              Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

              In 3D Druckern auf Basis der FDM (Fused Deposition Modeling) Technologie werden die zu druckenden Modelle mittels einer kleinen verfahrbaren Düse aus geschmolzenen Kunststoff schichtweise aufgebaut. Bei Druckern mit mitbewegter Düse hängt die Druckgeschwindigkeit eines Modelles unter anderem von der Verfahrgeschwindigkeit und der zulässigen Beschleunigung der Düse ab. Für hohe Beschleunigungen ist es erstrebenswert die bewegten Massen gering zu halten.

              In üblichen 3D Druckern werden häufig Schrittmotoren für den Filamentvorschub genutzt. Im Vergleich zu Servomotoren haben Schrittmotoren jedoch ein deutlich schlechteres Masse-Leistungsverhältnis. 

              Im Zuge dieser Arbeit soll eine sehr leichte Vorschubvorrichtung für Filament auf Basis eines Servomotors Konstruiert, gebaut und getestet werden.  

              Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

                • Recherche zum Stand der Technik von Vorschubvorrichtungen bei FDM 3D-Druckern
                • Analyse der Anforderungen an die Filamentvorschubvorrichtung  
                • Methodische Konzeptionierung der Vorrichtung
                • Konstruktion der Vorrichtung
                • Bau der Vorrichtung
                • Analyse und des Test der Vorrichtung

                    Ansprechpartner:

                    M. Sc. Sebastian Schröder

                    Android Applikation zur Schwingungsmessung und Analyse

                    Anmeldung möglich als: Masterarbeit / Bachelorarbeit

                    Die Applikation soll der quantitativen Auswertung von Schwingungsmustern dienen. Dabei soll die Messung nach einer kurzen Kalibrationsphase automatisiert erfolgen und die Bedienung der Applikation möglichst alltagstauglich sein. Ein konkreter Anwendungsfall ist vorgesehen. Sollten die Ergebnisse es rechtfertigen, ist eine Veröffentlichung der Software (Github und Playstore) geplant.

                    Anforderungen:

                    Idealerweise hat die/der Kandidat/in Erfahrung mit Java oder, noch besser, dem Android SDK. Von Vorteil sind außerdem grundlegende Kenntnisse in der Analyse von periodischen Schwingungen (FFT, non-uniform FFT und Wavelet Transformationen). 

                     

                    Ansprechpartner:

                    Alois Dirnaichner

                    Aufbau und Benchmarking eines low-cost RTK GPS Empfängers

                    Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

                    Die Kenntnis über die aktuelle Position ist für mobile Arbeitsmaschinen existentiell für die zielgerichtete Durchführung vieler ihrer Aufgaben. Im Bereich der Landwirtschaft bieten sich GPS gestützte Systeme an, da in der Regel dauerhaft eine Sichtverbindung zum Himmel/den Satelliten existiert. Übliche GPS Systeme weisen eine Ungenauigkeit von einigen Metern auf. Mit einer stationären GPS Referenzstation können jedoch Korrekturfaktoren berechnet und per Funk zur mobilen Arbeitsmaschine übertragen werden. Auf Basis dieser Korrekturdaten und der GPS Rohdaten kann eine deutlichgenaue Positionsermittlung erfolgten. Ein Positionierungssystem mit Verwendung von Korrekturdaten  wird meist als Real Time Kinematics Systeme bezeichnet und ist z.Z. noch sehr kostspielig.    

                    Unter anderem der vermehrte Einsatz von Flugdrohnen für private und kommerzielle Zwecke hat die Entwicklung von kostengünstigeren RTK Lösungen gefördert.

                    Am Fachgebiet Agromechatronik ist das System NS-HP des Herstellers NavSpark angeschafft worden.

                    Im Zuge dieser Arbeit soll das System aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Anschließend sind diverse Tests zu Positioniergenauigkeiten und deren Einflussparametern zu untersuchen.

                    Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

                      • Recherche zu Funktion und den Fehlerquellen konventioneller GPS Systeme
                      • Recherche zur Funktion von RTK Systemen
                      • Aufbau und Funktionstest des RTK Systems unter Verwendung einer Kabelverbindung
                      • Aufbau einer Funkstrecke zwischen den GPS Empfängern
                      • Test des Einflusses von zeitverzögerten Ausgleichsdaten
                      • Ggf. Verwendung von frei verfügbaren SAPOS Ausgleichsdaten der Stadt Berlin

                          Ansprechpartner:

                          M. Sc. Sebastian Schröder

                          Verfahrensvergleich automatisierte Ernte und Handernte von Einlegegurken

                          Anmeldung möglich als: Masterarbeit / Diplomarbeit

                          Das Ziel im Projekt CATCH ist die Entwicklung einer flexiblen und kosteneffizienten Lösung zur automatisierten Ernte von Einlegegurken im Freiland.
                          Einlegegurken werden in Deutschland bislang von Hand geerntet, meist mit Hilfe von Gurkenfliegern. Die aufwändige Handarbeit macht die Ernte sehr kostenintensiv. Ohne verbesserte Erntetechnologien ist davon auszugehen, dass die Produktion von Einlegegurken in Deutschland bald kaum mehr wirtschaftlich sein wird. Das CATCH Projekt bietet ein aus Leichtmodulen aufgebautes und dennoch robustes Mehrarm-Robotersystem, welches für landwirtschaftliche Anwendungen genutzt werden kann.
                          Im Rahmen der hier angebotenen studentischen Arbeit soll dieses neue Ernteverfahren in seiner Gesamtheit beschrieben und auf seine Wirtschaftlichkeit untersucht werden. Mit experimentellen Untersuchungen im Freiland sollen wichtige Einflussparameter aufgezeichnet werden, um den Verfahrensvergleich mit der Handernte zu ermöglichen.

                          Nähere Informationen in folgender PDF - Datei:

                          Masterarbeit Ernte von Einlegegurken

                            Ansprechpartner:

                            Prof. Dr.-Ing. Cornelia Weltzien

                            Machbarkeitsstudie für den Bau einer seilgeführten Bewirtschaftungsvorrichtung für Gebäudebegrünung mit Stabilisierung durch dynamisch angesteuerte Rotoren

                            Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

                            Im Zuge des Forschungsverbundes CIBG (Center for Innovation and Science on Building Greening) wird theoretisch und praktisch untersucht, wie Gebäudebegrünung einen Beitrag zu Energieeffizienz und Bioenergieproduktion in Städten leisten kann. Für das Schneiden und ggf. die weitere Bewirtschaftung der Pflanzen ist eine Automatisierungsvorrichtung notwendig. Diese muss die genutzten Werkzeuge (z.B. elektrische Gartenschere) zielgerichtet entlang der Pflanze führen. Neben aufwendigen Portalsystemen mit Linearantrieben sind kostengünstige und leichte seilgeführte Roboter denkbar (vgl. Seilroboter).

                            Bei einer Abspannung in alle Raumrichtungen erhalten diese Roboter eine hohe Steifigkeit. Für die oben genannte Anwendung ist eine Abspannung in Richtung der begrünten Wand jedoch nicht möglich.

                            Im Zuge dieser Arbeit ist zu untersuchen ob mittels dynamisch angesteuerter Roboterblätter, wie sie bei Quadrokoptern eingesetzt werden, die Steifigkeit des Systems erhöht und die Prozesskräfte ausgeglichen werden können.

                            Hierfür sind zu Beginn die Eigenschaften, Grenzen und Möglichkeiten für Seilroboter insbesondere für den genannten Anwendungsfall zu diskutieren. Anschließend ist ein geeignetes Konzept für den Roboter begründet auszuwählen.

                            Auf Basis dieses Konzeptes sollen die Möglichkeiten des Ausgleichs von Prozesskräften mittels Rotoren theoretisch diskutiert und praktisch nachgewiesen werden.

                            Die gewonnen Ergebnisse sind ausgiebig zu diskutieren und zu dokumentieren.

                            Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

                            • Recherche über den Aufbau und die Eigenschaften von Seilrobotern.
                            • Analyse der Grenzen und Möglichkeiten und Grenzen von Seilrobotern für die geforderten Randbedingungen.
                            • Aufstellen eines begründeten Konzeptes für einen Seilroboter mit Rotorausgleich.
                            • Theoretische Diskussion zu den Grenzen und Möglichkeiten  um die Prozesskräfte dynamisch über Rotoren ausgleichen zu können.
                            • Praktische Versuche zu den gewonnenen Erkenntnissen.
                            • Diskussion der Ergebnisse.
                            • Fazit und Ausblick.

                              Ansprechpartner:

                              M. Sc. Sebastian Schröder

                              Potentiale von Spatial Data Mining in landwirtschaftlichen Prozessen

                              Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

                              Das Projekt BiDaLAP (Big Data in Landwirtschaftlichen Prozessen innovativ Nutzen)  hat das Ziel, alle auftretenden Daten landwirtschaftlicher Prozesse im Sinne von Big Data innovativ zu Nutzen. Moderne Maschinen in der heutigen Landwirtschaft sind bereits in hohem Maße durch analoge und digitale elektronische Baugruppen geprägt und produzieren hohe und wachsende Datenmengen. Informationslogisch stellt die Betrachtung der Einzelmaschine den aktuellen Stand der Technik dar.

                              Im Zuge dieser Arbeit sollen moderne Auswertungsansätze für räumliche Datenbanken recherchiert, analysiert und diskutiert werden. Die Datenbanken beinhalten die Positions- sowie Motordaten der Einzelmaschinen. Anschließend soll ein Ansatz, der mögliche Optimierungspotentiale mit sich bringt, ausgewählt und mittels einer Software umgesetzt werden (Matlab, R-Studio, PSPP, SPSS, sonst.).

                              Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

                              • Recherche zu modernen Auswertungsansätzen für räumlichen Datenbanken (Spatial Data Mining)
                              • Analyse und Diskussion der einzelnen Ansätze um Zusammenhang mit landwirtschaftlichen Prozessen
                              • Bewertung und Auswahl eines Prozesses
                              • Einarbeitung in die entsprechende Software
                              • Umsetzung und Bewertung eines Ansatzes

                                Ansprechpartner:

                                M.Sc. Thoralf Stein

                                Entwicklung und Validierung einer Simulationsumgebung für mobile Arbeitsmaschinen

                                Anmeldung möglich als: Bachelor / Masterarbeit

                                Das Projekt BiDaLAP (Big Data in Landwirtschaftlichen Prozessen innovativ Nutzen) hat das Ziel, alle auftretenden Daten landwirtschaftlicher Prozesse im Sinne von Big Data innovativ zu Nutzen. Moderne Maschinen in der heutigen Landwirtschaft sind bereits in hohem Maße durch analoge und digitale elektronische Baugruppen geprägt und produzieren hohe und wachsende Datenmengen. Informationslogisch stellt die Betrachtung der Einzelmaschine den aktuellen Stand der Technik dar.

                                Ein Ziel des Projektes ist es, relevante Prozessinformationen in Echtzeit über mobile Endgeräte abzubilden. Um die Entwicklung eines Systems für die Abbildung der Information zu erleichtern und beschleunigen, wäre eine Simulationsumgebung von Vorteil. Die Umgebung soll eine Einzelmaschine darstellen und deren Informationsstrom simulieren.

                                 Folgende Teilschritte sollen im Rahmen der Aufgabenstellung bearbeitet werden:

                                • Recherche und Bewertung zu vorhanden Konzepten und Lösungsansätzen
                                • Konzeptionierung der Simulationsumgebung
                                • Implementierung der Simulationsumgebung (idealerweise mit einer hier vorhanden oder kostenfreien Software)
                                • Validierung der Simulationsergebnisse anhand von aktuellen Messdaten

                                  Ansprechpartner:

                                   M.Sc. Thoralf Stein

                                  Untersuchungen zum Wärme- und Stoffübergang an Frucht-Körpern während der Lagerung von Obst und Gemüse

                                  Anmeldung möglich als: Masterarbeit / Diplomarbeit

                                  Obst und Gemüse müssen bei Lagerung und Transport ihre Frische möglichst lange behalten. Einflüsse, die dies beeinträchtigen sind u.a. ungünstige Lagerklima-Zustände, wie unangepasste Luftströmung, ungleichmäßige Luftverteilung, und ungünstige Temperatur und Feuchteverteilungen im Lager. Daher sind neben den umfassenden Klima und Belüftungsbedingungen im Lager örtliche Wärme- und Stoff-Austausch-Vorgänge direkt am Produkt zu untersuchen.

                                  Nähere Informationen in folgender PDF - Datei:

                                  Masterarbeit Stoffübergang Obst

                                    Ansprechpartner:

                                    Prof. Dr.-Ing. Cornelia Weltzien

                                    Ansprechpartner

                                    Prof. Dr. Henning Meyer

                                    Zusatzinformationen / Extras

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