دانلود ترجمه مقاله طراحی پویای بازوی الاستیک ربات جهت شبیه سازی و کنترل – نشریه اسپرینگر

• بخشی از ترجمه:

چکیده
این مقاله مدلسازی بازوی ربات سبک وزن BioRob را با تحریک کشسان سری به منظور شبیه سازی و طراحی کنترل کننده ارائه می دهد. ما کوپل حرکتی ایجاد شده بوسیله تحریک ایجاد شده بوسیله کابل را توصیف می نماییم و همچنین دینامیک بازوی ربات را که دربرگیرنده فعال کننده ی کشسان و مدل دنده و موتور است بررسی می نماییم. ما نشان خواهیم داد که چگونه مدل دینامیک معکوس استخراج شده از این معادلات می توانند به عنوان یک مبنا برای کنترل کننده ی ردیاب موقعیت مورد استفاده قرار گیرد. این مدل قادر خواهد بودکه به میزان کافی نوسانات ایجاد شده بوسیله ی کشسانی غیرخطی نسبتا بالای مفاصل را میرا نماید. ما نتایج بدست آمده ازشبیه سازی ها را ارائه خواهیم داد و به صورت مختصر پیاده سازی را برای کاربردهای واقعی شرح می دهیم.
I.مقدمه
کشسانی (ارتجاع) در تحریک بازوی های ربات برای مدت های طولانی به عنوان یک عامل نامطلوب شناخته می شد. هنگامی که در تحریک مفاصل کشسانی وارد می گردد، پهنای باند نیرو و گشتاور کاهش می یابد و پیچیدگی کنترل کننده برای میرا نمودن نوسانات و کنترل ردیابی افزایش می یابد. اگرچه مطالعات در مورد تحریک کننده های کشسان [١٣] نشان داده است که تطبیق پذیری مکانیکی در تحریک مفصل می تواند کنترل نیرو را در شرایطی مقید ساده سازی نماید و ایمنی را به دلیل فیلترینگ پایین گذر پیکهای گشتاور و نیروی بین مفاصل بدون کوپل و جعبه دنده افزایش می دهد و یهره وری یک کار خاص را با توجه به امکان ذخیره-سازی انرژی مکانیکی در کشسانی افزایش می دهد. برای مثال بهره وری پرتاب در [١٨] مورد بررسی قرار گرفت. در [١٩] یک راه کار تحریک با دو موتور برای افزایش پهنای باند گشتاور مفصل، بدون به مخاطره انداختن ایمنی مورد مطالعه قرار گرفت. یک دسته بندی نیز برای اصول تحریک ارتجاعی مفصل در [١٧] داده شده است.

• بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

This paper presents the modeling of the light-weight BioRob robot arm with series elastic actuation for simulation and controller design. We describe the kinematic coupling introduced by the cable actuation and the robot arm dynamics including the elastic actuator and motor and gear model. We show how the inverse dynamics model derived from these equations can be used as a basis for a position tracking controller that is able to sufficiently damp the oscillations caused by the high, nonlinear joint elasticity. We presents results from simulation and briefly describe the implementation for a real world application.

 Introduction

Elasticity in the actuation of robotic arms was for a long time seen as undesirable. When introducing a series elasticity in the joint actuation, reduced torque and force bandwidth and increased controller complexity for oscillation damping and tracking control are the result. Research on series elastic actuators [13] however, showed that mechanical compliance in the joint actuation can simplify force control in constrained situations, increase safety because of the low-pass filtering of torque and force peaks between the decoupled joint and gearbox , and increase performance of specific tasks because of the possibility to store mechanical energy in the elasticity. For example, the increase of performance for throwing was examined in [18]. In [19], an actuation approach with two motors per joint increasing torque bandwith without compromising safety was examined. A classification of elastic joint actuation principles is given in [17]. Flexible link manipulators are also subject to current research. But these systems are even harder to control, especially when dealing with multiple degrees of freedom, and do not introduce significant advantages compared to joint elasticity. An overview over research on flexible joint and link systems with an emphasis on flexible links is given in [6].

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله