Come un braccio robotico morbido si muove usando l'aria, non i motori

Tabella dei link

Abstract e 1 Introduzione

2 Opere correlate

2.1 Azionamento pneumatico

2.2 Bracci pneumatici

2.3 Controllo dei robot morbidi

3 PAUL: Progettazione e produzione

3.1 Progettazione del robot

3.2 Selezione del materiale

3.3 Produzione

3.4 Banca delle prestazioni

4 Acquisizione dati e controllo ad anello aperto

4.1 Configurazione hardware

4.2 Sistema di cattura della visione

4.3 Generazione di set di dati: modelli basati su tabelle

4.4 Controllo ad anello aperto

5 Risultati

5.1 Versione finale PAUL

5.2 Analisi dello spazio di lavoro

5.3 Prestazioni dei modelli basati su tabelle

5.4 Esperimenti di flessione

5.5 Esperimenti di trasporto di peso

6 Conclusioni

Informazioni sui finanziamenti

A. Esperimenti condotti e riferimenti

5 Risultati

5.1 Versione finale PAUL

Sebbene la disposizione del banco pneumatico consenta di lavorare fino a 4 segmenti, si è pensato che utilizzarne 3 avrebbe permesso di affrontare i diversi problemi legati alla ridondanza senza aumentare troppo il peso del robot o richiedere uno spazio eccessivo ai tubi che attraversano l'interno dei segmenti.

È vero che i tubi degli altri tre potevano passare attraverso il primo modulo, tuttavia si pensava che la rigidità che avrebbero introdotto, essendo così compressi, avrebbe potuto rendere difficile la piegatura del segmento iniziale. Poiché è anche il segmento che deve esercitare la forza maggiore, poiché è quello che sostiene il peso degli altri segmenti, il rischio di forature potrebbe aumentare.

È stato quindi assemblato un robot composto da tre moduli identici, con un'altezza complessiva di 390 mm (ogni segmento misura 100 mm, le connessioni tra i segmenti 20 mm ciascuna e l'asta del triedro visivo 30 mm). Con queste configurazioni, il peso stimato del braccio di PAUL è di circa 600 g. La struttura che protegge il manipolatore è un cubo con lato di 500 mm. La pressione della linea pneumatica è stata stabilita a 1,2 bar.

Nella Figura 13 sono illustrati esempi in cui PAUL raggiunge diverse posizioni.

5.2 Analisi dello spazio di lavoro

L'analisi dello spazio di lavoro è stata effettuata sperimentalmente, sulla base dei dati utilizzati per generare il dataset. La figura 14 mostra lo spazio di lavoro di un segmento.

Come si può vedere, si tratta di una superficie, poiché il segmento ha due gradi di libertà se si impone la condizione che almeno una valvola rimanga sgonfia. La superficie può essere considerata come l'unione di tre superfici che si intersecano nel punto centrale, che corrisponde alla configurazione di tutte le camere d'aria sgonfie. Le tre superfici hanno una forma approssimativamente sferica. Se il modello PCC fosse completamente valido per il robot, queste sarebbero sfere perfette, poiché le estremità di un insieme di archi di circonferenza di uguale lunghezza con un'origine comune formano un cerchio. Poiché questo non è esattamente il caso, le superfici generate assomigliano solo alla sfericità prevista dal modello a curvatura costante.

L'aggiunta di un secondo segmento genera già uno spazio di lavoro 4D difficile da rappresentare. La generazione di questo è una conseguenza del fatto che, da ogni punto della superficie dello spazio di lavoro di un segmento, viene generata un'altra superficie simile. IL

l'unione di tutte queste superfici, che nascono dai punti sulla superficie del primo segmento, dà come risultato lo spazio di lavoro a due segmenti. Si tratta di un volume in cui, inoltre, ogni punto è raggiungibile da due diverse orientazioni, lasciando così latenti i quattro gradi di libertà che PAUL avrebbe con soli due moduli.