Zrozumienie robotyki dexterous

Stopnie swobody (DOF)

Podstawowym pojęciem w manipulacji roboczej jest stopień swobody (DOF). Każdy ząbek w ramie roboczym może obracać się lub przesuwać po wielu osiach, definiując jego zdolności ruchowe. Higher DOF (Stopnie swobody) pozwalają na większą dexterność i precyzję.

Na przykład 6-DOF roboczy manipulator jest w stanie umieszczać swój końcowy element w dowolnym położeniu i orientacji w swoim obszarze pracy. To osiąga się dzięki carefully designed (dokładnie zaprojektowanym) kinematycznych łańcuchom.

DOF = θ (number of rotational joints) + τ (number of translational joints)

Technologie czujnicze

Dokładna manipulacja wymaga precyzyjnych czujników. Popularne technologie obejmują czujniki siły/torza (force/torque sensors), które pomiar sił i torzów wykonywanych na kolach robota; systemy widzenia (kamery) do rozpoznawania obiektów i ich lokalizacji; oraz czujniki dotykowe, które dostarczają odsetki bezpośredniego kontaktu.

Integracja tych czujników pozwala roboczy na ‘uczuwanie’ swojego otoczenia, co umożliwia mu dostosowywanie ruchów w zależności od zewnętrznych sił lub zmian w pozycji obiektu.

F = ma  (Newton's Second Law)

Strategie kontroli

Manipulacja robocza wymaga skomplikowanej techniki kontrolnej, co oznacza, że potrzebne są zaawansowane algorytmy kontroli. Popularne strategie obejmują kontrolę impedancji, w której stopnie sztywności i tłumienia robota są dostosowywane do osiągnięcia zadanego typu interakcji; oraz bezpośrednią regulację sił i momentów obrotowych stosowanych przez robota.

Kontrola Prognozująca Modeli (MPC) coraz częściej jest wykorzystywana, korzystając z modelu robota i jego środowiska do prognozowania przyszłego zachowania i optymalizacji działań kontrolnych.

τ = M(q) + C(q)̇ + G(q)

Koncowe elementy

Koncowy element – narzędzie umieszczone na nadgarstku robota – jest kluczowe dla manipulacji. Mogą one sięgać od prostych zręczników do skomplikowanych rąk wielokrotne palców, zdolnych do trzymania i manipulowania różnorodnymi obiektami.

Zagadnienia dotyczące projektu obejmują siłę uchwytu, kompatybilność z kształtem obiektów oraz wymagania co do dexterności. Materiale takie jak gumowy szynel silicone są często wykorzystywane dla powierzchowni przystosowanych do elastycznego uchwytu.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Inverse Kinematics (FABRIK) i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.