Нарм, фишурдашаванда ва аз ҳарвақта донотар: Афзоиши роботҳои пневматикӣ

Ҷадвали пайвандҳо

Реферат ва 1 муқаддима

2 Асарҳои алоқаманд

2.1 Фаъолсозии пневматикӣ

2.2 Дастакҳои пневматикӣ

2.3 Идоракунии роботҳои нарм

3 ПАВЛ: Тарҳрезӣ ва истеҳсолот

3.1 Тарҳрезии робот

3.2 Интихоби мавод

3.3 Истеҳсол

3.4 Бонки иҷроиш

4 Гирифтани маълумот ва назорати даври кушод

4.1 Танзимоти сахтафзор

4.2 Системаи сабти рӯъё

4.3 Насли маҷмӯи маълумот: Моделҳои дар асоси ҷадвал

4.4 Назорати даври кушод

5 Натиҷаҳо

5.1 Версияи ниҳоии PAUL

5.2 Таҳлили фазои корӣ

5.3 Иҷрои моделҳои ба ҷадвал асосёфта

5.4 Таҷрибаҳои печида

5.5 Таҷрибаҳои вазнбардорӣ

6 Хулоса

Маълумот дар бораи маблағгузорӣ

A. Таҷрибаҳо ва маълумотномаҳо

2 Асарҳои марбут

2.1 Фаъолсозии пневматикӣ

Имкониятҳои зиёде барои тарҳрезӣ ва сохтани дастгоҳҳои пневматикӣ мавҷуданд. Тавре ки дар робототехникаи нарм маъмул аст, фаъолкунандаҳои биологӣ вуҷуд доранд. Дар [21], як фаъолкунанда пешниҳод шудааст, ки ҳам пневматика ва ҳам пайҳо барои тақлид ва кӯшиши тақлид кардани рафтори бозуи ҳаштпоро муттаҳид мекунад. Ба ин монанд дар амалиёти ниҳоӣ, гарчанде ки аз ангушти инсон илҳом гирифта шудааст, метавонад кори [22] ҳисобида шавад. Ин аз се клапанҳои якченака иборат аст, ки варам мекунанд ва ба ин васила ҳаракати фалангҳоро тақлид мекунанд.

Аммо, маъмултарин фаъолкунакҳои пневматикии биологӣ мушакҳои пневматикии сунъӣ (PAMs) мебошанд. Онҳо ба ноил шудан ба васеъшавӣ ё кашиши камераи пневматикӣ, ки ба мушак монанданд, асос ёфтаанд. Деворҳои камера одатан аз мембранаи хеле борик ва чандир сохта мешаванд, ки деформатсияи калонро бо ҷараёни ками ҳаво осон мекунад [23]. Гарчанде ки баъзе фаъолкунакҳо ҳангоми таваррум ба таври тулонӣ дароз мешаванд [24], усули маъмул истифодаи мушакҳои МакКиббенро дар бар мегирад, ки аз масонае, ки ба торчаи бофташуда ҷойгир карда шудааст, ҳаракати масонаро ҳангоми варамкунӣ маҳдуд мекунад ва ихтисоршавии тамоми онро ба вуҷуд меорад [25]. Як бозуи ду сегменти PAM дар [26] тарҳрезӣ ва моделсозӣ шудааст.

Алтернативаи дигаре, ки дар солҳои охир аҳамияти хоса пайдо кардааст, фаъолкунакҳои навъи Pneunet мебошанд, ки бори аввал дар [27] ҷорӣ карда шудаанд. Манипуляторҳое, ки ин намуди амалро истифода мебаранд, аз сохтори чӯби чӯбдор ва дар баъзе мавридҳо баъзе маводи сахтии гуногун иборатанд. Он ба таври васеъ барои гиреҳҳо [28, 29], дастпӯшакҳои мулоим [30] ва барои моделсозии узвҳои бадани инсон [31] истифода шудааст.

Муаллифони гуногун таҳаввулоти ин сохторро пешниҳод кардаанд. Оптимизатсияи геометрия дар [32] анҷом дода мешавад, дар ҳоле ки [33] фаъолкунандаи PneuFlex-ро пешниҳод мекунад, ки консепсияи Pneunet-ро бо роҳи табдил додани чӯбро дорои буриши тағйирёбанда таҳия кардааст. Аз тарафи дигар, корҳои [34] ва [35] нишон медиҳанд, ки чӣ гуна метавон тарҳрезии сегментҳои пневматикиро дар асоси ин фаъолкунанда бо хамкунии дуҷониба дорад.

Jamming, ки дар аввал барои гиреҳҳои нарм истифода мешуд [36] инчунин метавонад барои сохтани манипуляторҳо дар шакли чӯбҳо истифода шавад [37]. Вазифаи онхо баръакси кори пневматика аст: дар холати табии онхо хам мешаванд ва хангоми фишори манфй сахт мешаванд. Дар [38], як сегменти чопшудаи TPU, ки дар он фишор ё вакуум татбиқ карда мешавад, ҷорӣ карда шудааст.

2.2 Дастакҳои пневматикӣ

Илова ба тарҳрезии фаъолкунандаҳо, робототехникаи нарми пневматикӣ бояд бо мушкилоти ҳамгироии онҳо барои сохтани силоҳ бо дараҷаҳои гуногуни озодӣ рӯ ба рӯ шавад. Гарчанде ки баъзе аз корҳои қаблӣ, ба монанди [26], силоҳҳои хурдро ташкил медиҳанд, якчанд алтернативаҳо барои сохтани манипуляторҳо таҳия шудаанд.

Варианти аввал равишҳои гибридӣ мебошанд, ки дар онҳо ҳам унсурҳои сахт ва ҳам нарм якҷоя карда мешаванд, ки имкон медиҳад механизми нисбатан устуворро бо роҳи оддӣ ба даст оранд. Мисоли инро дар асар [39] ёфтан мумкин аст, ки дар он ҷуфтҳои зидди PAM барои ҳаракат додани як бозуи чӯби сахт бо ҳафт дараҷаи озодӣ истифода мешаванд. Тартиби хеле монанд дар [40] риоя карда мешавад. Барои пешгирӣ кардани зарари робот ба одамон, ба даст остинҳои пуфшаванда илова карда мешаванд.

Дар [41] як сегменти пневматикӣ бо пойгоҳҳои сахт таҳия шудааст. Ин аз шаш найча иборат аст, ки аз рӯи геометрияашон ҳангоми дар гурўҳҳои се нафарӣ пур кардан имкон медиҳад, ки васила дар меҳвари перпендикуляр ба пойгоҳҳо гардиш кунад. Гарчанде ки як бозуи пурраи роботӣ ин тавр таҳия нашудааст, балки танҳо як сегменти як дараҷаи озодӣ, он ба як бозуи комилан мулоим муттаҳид карда шудааст. Ҳамин муаллифон қаблан як бозуи роботии шаш дараҷаи озодиро аз сегментҳои дарозиаш 85 см таҳия карда буданд, ки қодир ба бардоштан бори то 3 кг буд [42].

Кори [43], аз тарафи дигар, як бозуи роботии оригамиро, ки аз TPU сохта шудааст, пешкаш мекунад. Он тавассути ба кор андохтани пневматикӣ пур карда мешавад ва хомӯш карда мешавад, аммо мавқеъи он тавассути риштаҳо идора карда мешавад, ки ҳангоми суст шудани система, онро хеле дақиқтар мекунад. Дар байни роботҳои чопшудаи 3D, [44] як сегменти се дараҷаи озодиро пешниҳод мекунад, ки ҳаракати он тавассути пур кардан ё хомӯш кардани як ё якчанд се найҳои пневматикии он ба даст меояд. Он инчунин кабелҳо дорад, ки нақши антагонистро мебозанд ва ҳаракатҳои манипуляторро мустаҳкам мекунанд. Принсипи кори он ба кори [1] хеле монанд аст.

Инчунин ба фалсафаи роботҳои чопшаванда ва ҷойгиршаванда асос ёфтааст, [45, 46] бозуи Шабакаи Pneumatic Honeycomb (HPN) -ро пешниҳод мекунад. Он бо роҳи пайваст кардани сохторҳои асали асали TPU сохта шудааст, ки ҳар кадоме дар дохили болишти ҳавоӣ доранд. Якчанд прототипҳо дар коғаз оварда шудаанд, ки яке аз онҳо пас аз пайваст кардани чаҳор сегмент ба 600 мм мерасад. Дар ҳоле ки як қатор бартариҳои он баррасӣ мешаванд, он мушкилотеро пешниҳод мекунад, ки вазни он, бидуни муболиға, зиёд аст: даст, бо назардошти ҳамаи найчаҳо, 4,4 кг вазн дорад.

Роботи [47] аз ду сегмент иборат аст, ки ҳар кадоми онҳо се найчаи пневматикӣ доранд. Гарчанде ки ин аз ҷиҳати назариявӣ ба он шаш дараҷаи озодӣ медиҳад, контроллерҳо танҳо барои модули боло масъуланд, ки имкон намедиҳад, ки ҳама мавқеъҳо ва самтҳо озодона муқаррар карда шаванд.

Манипулятори STIFF-FLOP дар [48] ҷорӣ карда шуд. Ин аз як силиндраи эластомерии дорои як қатор камераҳои пневматикӣ дар дохили он иборат аст, ки таваррум ва дефляцияи он боиси деформатсияи силиндр ва аз ин рӯ ҳаракати робот мегардад. Итератсияҳои гуногуни ин тарҳ вуҷуд доранд, ба монанди сегменти STIFF-FLOP бо риштаҳои сахтгиркунанда, ки дар [31] нишон дода шудаанд.

Дар ин сатр, SoPrA, ки дар [49] оварда шудааст, бо омезиши се сегменти силиконии бо нах мустаҳкамшуда сохта шудааст, ки ҳар кадоме ба танаи конус монанданд, то охири робот аз пойгоҳ хеле тангтар бошад. Гарчанде ки шакли конуси буридашуда фоидаовар аст, зеро тавре ки муаллифон қайд мекунанд, сегментҳои болоӣ моменти бештарро талаб мекунанд ва қубурҳои бештарро дар дохили онҳо нигоҳ медоранд, раванди истеҳсолие, ки барои ба даст овардани конус истифода мешавад, имкон намедиҳад, ки сегментҳои нав ба робот ба осонӣ илова карда шаванд.

Дар [50], бозуи 3-сегментӣ бо истифода аз резини силикон сохта шудааст. Дарозии ҳар як сегмент 110 мм буда, диаметраш 45 мм буда, бар хилофи сохтори анъанавии STIFF-FLOP, он бо чор холигии шамолкашӣ муҷаҳҳаз аст. Ин маънои афзоиши вазн ва душвории назоратро дорад, зеро зиёдатӣ дар муқоиса бо доштани танҳо се дараҷаи озодӣ дар як сегмент зиёд мешавад.