Jak se měkké rameno robota pohybuje pomocí vzduchu, nikoli motorů

Tabulka odkazů

Abstrakt a 1 Úvod

2 Související práce

2.1 Pneumatické ovládání

2.2 Pneumatická ramena

2.3 Ovládání měkkých robotů

3 PAUL: Design a výroba

3.1 Návrh robota

3.2 Výběr materiálu

3.3 Výroba

3.4 Výkonnostní banka

4 Sběr dat a řízení v otevřené smyčce

4.1 Nastavení hardwaru

4.2 Systém zachycení vidění

4.3 Generování datové sady: Modely založené na tabulkách

4.4 Řízení s otevřenou smyčkou

5 Výsledky

5.1 Konečná verze PAUL

5.2 Analýza pracovního prostoru

5.3 Výkon tabulkových modelů

5.4 Pokusy o ohýbání

5.5 Experimenty s přenášením hmotnosti

6 Závěry

Informace o financování

A. Provedené experimenty a reference

5 Výsledky

5.1 Konečná verze PAUL

Přestože uspořádání pneumatické lavice umožňuje pracovat až se 4 segmenty, předpokládalo se, že použití 3 by umožnilo řešit různé problémy spojené s redundancí, aniž by se příliš zvýšila hmotnost robota nebo vyžadovalo, aby trubky – které procházejí vnitřkem segmentů – měly nadměrný prostor.

Je pravda, že trubky ostatních tří mohly procházet prvním modulem, nicméně se předpokládalo, že tuhost, kterou by přinesly tím, že by byly takto stlačeny, by mohla ztížit ohnutí počátečního segmentu. Protože je to také segment, který musí vyvinout největší sílu, protože je to ten, který nese váhu ostatních segmentů, mohlo by se zvýšit riziko propíchnutí.

Proto byl sestaven robot sestávající ze tří stejných modulů, stojících v celkové výšce 390 mm (každý segment měří 100 mm, mezisegmentové spoje každý 20 mm a třístěnná tyč 30 mm). V těchto konfiguracích je odhadovaná hmotnost PAULovy paže kolem 600 g. Konstrukce chránící manipulátor je krychle o straně 500 mm. Tlak v pneumatickém potrubí byl stanoven na 1,2 bar.

Příklady toho, jak PAUL dosáhne různých pozic, jsou znázorněny na obrázku 13.

5.2 Analýza pracovního prostoru

Analýza pracovního prostoru byla provedena experimentálně na základě dat získaných pro vytvoření datové sady. Obrázek 14 ukazuje pracovní prostor segmentu.

Jak je vidět, jedná se o povrch, protože segment má dva stupně volnosti, pokud je uložena podmínka, že alespoň jeden ventil by měl zůstat vypuštěný. Plochu lze považovat za spojení tří ploch protínajících se v centrálním bodě, což odpovídá konfiguraci všech vyfouknutých měchýřů. Tyto tři plochy mají zhruba kulový tvar. Pokud by model PCC byl pro robota zcela platný, byly by to dokonalé koule, protože konce sady stejně dlouhých oblouků o obvodu se společným počátkem protínají kruh. Protože to není přesně tento případ, generované povrchy pouze připomínají kulovitost předpovídanou modelem konstantní křivosti.

Přidání druhého segmentu již vytváří 4D pracovní prostor, který je obtížné reprezentovat. Toto generování je důsledkem skutečnosti, že z každého bodu na povrchu pracovního prostoru segmentu je generován další podobný povrch. The

spojením všech těchto ploch, které vznikají z bodů na ploše prvního segmentu, vznikne dvousegmentový pracovní prostor. Jedná se o objem, ve kterém lze navíc ke každému bodu dosáhnout ze dvou různých orientací, čímž zůstanou latentní čtyři stupně volnosti, které by měl PAUL pouze se dvěma moduly.