همكاري انسان و ماشين براي كنترل حركت پنجه ربات صلب با پايه الاستيك روي مسير نامعين

Control of a Manipulator with Elastic Base Moving on Unknown Path

پاره‌ای از كاربردهای رباتيك نظير جوشكاری و تعمير شكاف‌های ايجاد شده، نيازمند كنترل حركت پنجه ربات بر روی مسيری با معادله نامعين است. در اينگونه كاربردها همكاری انسان و ماشين می‌تواند به عنوان يكی از بهترين راه حل‌ها در نظر گرفته شود. معمولا در اين نوع كاربردها از يك ابزار راهبر به شكل ربات اصلی و با مقياس كوچكتر استفاده می‌شود. از سوی ديگر، امكان استفاده از ابزار راهبر با شكل شبيه ربات اصلی برای ربات‌های الاستيك و يا دارای هندسه پيچيده وجود ندارد و لذا لازم است شكل خاصی از ابزار راهبر با توجه به شرايط محيطی و توانايی انسان طراحی شده و الگوريتم هدايت برمبنای آن توسعه داده شود. در اين تحقيق حل چنين مساله‌ای موردنظر بوده و به اين منظور الگوريتم مناسبی برای هدايت پنجه با توجه به قابليت‌های انسان و ابزار راهبر مناسب پيشنهاد شده است. فرمان صادره بر مبنای اين الگوريتم هدايت از طريق يك كنترل‌كننده شبه‌گشتاور محاسبه شده به ربات اعمال شده تا تعقيب مسير را در حضور اغتشاشات ناشی از حركت پايه ربات تضمين نمايد. با توجه به عدم توانايی كاربر در اندازه‌گيری دقيق خطای پنجه از مسير و نيز خطای سرعت پنجه، مقاومت كنترل‌كننده نسبت به خطاهای مذكور مورد بررسی قرار گرفته است. توانايی الگوريتم پيشنهادی برای حركت پنجه بر روی مسير مطلوب از طريق شبيه‌سازی عددی بررسی و تاييد شده است.

Cooperation of man and machine is one of the best solutions for moving the end-effector of a manipulator on a specific path with unknown relation. In such a solution deviation from the path is assessed by operator and necessary correcting command is generated by him based on that. This navigation command is, then, used by control algorithm of manipulator to move the end-effector on the desired path. This problem gets more difficult if the base of manipulator is moving on a platform such as a cart or a large manipulator, with inherent flexibility, to achieve a large workspace. In such cases it is impossible to use a master similar to the manipulator itself. This paper presents a fuzzy navigation algorithm for moving end-effector of a manipulator mounted on a moving base. The algorithm which is based on estimation of cross track error of end-effector, generates necessary command which is used by a proposed computed-torque method algorithm to move the end-effector on the desired path. Simulation results shows versatility of the proposed methods for navigation and control of the system even in presence of disturbances due to flexibility of base.