Υλοποίηση συναρτήσεων ελέγχου ρομποτικού συστήματος αποτελούμενου από βιομηχανικού τύπου ρομποτικό χειριστή και ανθρωπόμορφη αρπάγη λαβής αντικειμένων μέσω του προγράμματος MATLAB.

Abstract

Η ανάπτυξη επιδέξιων ρομποτικών χεριών, με στόχο την χρήση τους είτε ως προσθετικά μέλη είτε την ενσωμάτωση τους σε ρομποτικά συστήματα είναι ένα πολύ ενδιαφέρον θέμα με πάρα πολλές ερευνητικές προκλήσεις, κάτι το οποίο διαφαίνεται και από την προσπάθεια που πραγματοποιείται σε αυτόν τον τομέα από πολλά ερευνητικά ιδρύματα του εξωτερικού. Στο εργαστήριο ρομποτικής του ΤΕΙ Κρήτης γίνεται μια προσπάθεια για την ανάπτυξη επιδέξιων ρομποτικών χεριών, διερευνώνται σε θεωρητικό αλλά και σε πειραματικό επίπεδο, κατάλληλοι νόμοι ελέγχου για τη λαβή και τον επιδέξιο χειρισμό αντικειμένων από ρομποτικά δάχτυλα. Στα πλαίσια της έρευνα που πραγματοποιείται, έχει κατασκευαστεί ένα πρότυπο ανθρωπομορφικό ρομποτικό χέρι το TALOS-hand, με σκοπό τη πειραματική εξέταση των νόμων λαβής, ενώ εμφανίζεται η ανάγκη δημιουργίας μίας ολοκληρωμένης πειραματικής διάταξης που θα μιμείται την κινητικότητα του ανθρώπινου άνω άκρου κατά την διάρκεια της λαβής, προκειμένου να εξεταστούν προβλήματα ευστάθειας της λαβής αντικειμένων από το ρομποτικό χέρι. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η υλοποίηση της διάταξης, η οποία αποτελεί ενοποίηση δύο ρομποτικών συστημάτων, του ανθρωπομορφικού ρομποτικού χεριού TALOS-hand και του ρομποτικού βραχίονα Mitsubishi RV2A του εργαστηρίου, το ρομποτικό χέρι συνδέεται ως τελικό στοιχείο δράσης για το ρομποτικό σύστημα. Δεδομένης της ανάγκης για ευελιξία στο χειρισμό του ενοποιημένου συστήματος κατά την πραγματοποίηση πειραμάτων, απαιτείται η ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου το οποίο θα παρέχει την δυνατότητα άμεσου χειρισμού ή και την ικανότητα αυτόνομης λειτουργίας, όπου τα δύο ρομποτικά συστήματα θα λειτουργούν σε πλήρη συνεργασία. Επιλέχθηκε το περιβάλλον του matlab στο όποιο αναπτύχθηκα κατάλληλές συναρτήσεις για τον έλεγχο του συστήματος. Οι συναρτήσεις που υλοποιήθηκαν στο περιβάλλον του matlab αφορούν την επίλυση των κινηματικών προβλημάτων των δύο ρομποτικών συστημάτων, τον χειρισμό καθώς και την ανάπτυξη εικονικού περιβάλλοντος προσομοίωσης τους.

The subject of this thesis is the implementation of the set-up, which consolidates two robotic systems, the anthropomorphic robot hand - TALOS-hand and the robotic arm Mitsubishi RV2A that exists in the robotics's laboratory, the robotic arm is connected as an end effector for the robotic system. Given the need for flexibility in the management of the unified system during the experimentations, the development of a control system is needed which is going to enable a direct operation or/and an autonomous operation, where the two robotic systems will operate in full cooperation. We chose the matlab environment where appropriate functions were developed in order to inspect the system. The functions that performed in the matlab's environment are about the solution of the kinematic problems of both robotic systems, the handling as well as the development of a virtual simulation environment for them.