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Adaptive Regelung von Robotersystemen in Kontaktaufgaben

Autor :Vadym Rusin
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Datum :12.10.2007
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00006489
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Robotersysteme finden immer häufiger Einsatz in der Automatisierung von Kontaktaufgaben. Diese fordern von den Robotersystemen einen mechanischen Kontakt mit der Umgebung und Gewährleistung einer gewünschten mechanischen Interaktion. Typische Beispiele bilden industrielle Manipulationsroboter in Aufgaben der mechanischen Montage / Verformung / Oberflächenbearbeitung sowie mobile Schreitroboter in der Interaktion mit dem Untergrund während der Lokomotion. Ein Robotersystem unterliegt im Kontakt den zusätzlichen Bindungen, welche die Einschränkungen auf der Roboterbewegung erzeugen. Der mechanische Energieaustausch zwischen dem Robotersystem und der Umgebung kann im Kontakt erheblich variieren und das Verhalten des Robotersystems enorm beeinflussen. Die Kontaktkraft gilt als Kennwert dieses Energieaustausches und soll für eine erfolgreiche Durchführung der Kontaktaufgaben gemessen und in den Steuerungs- und Regelungsalgorithmen berücksichtigt werden. Die vorliegende Dissertation widmet sich dem Entwurf von Methoden zur Steuerung und Regelung der Roboterbewegungen in Kontaktaufgaben und zur Optimierung des Verhaltens des Robotersystems beim mechanischen Kontakt mit der Umgebung. Für die Untersuchungszwecke sind folgende charakteristische Robotersysteme ausgewählt bzw. entwickelt: ein stationärer industrieller Manipulationsroboter „Mitsubishi RV-E3J“ sowie zwei mobile sechsbeinige Schreitroboter „Slair2“ und „Katharina“. Ein hochdynamischer industrieller Manipulationsroboter wird im Regelfall fest in der Umgebung eingesetzt und bildet im Kontakt mit der Umgebung eine geschlossene kinematische Kette. Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht hierbei die Regelung der Kontaktkräfte bzw. der mechanischen Roboternachgiebigkeit. Ein mobiler Schreitroboter kombiniert dank seiner Konstruktion die Eigenschaften einer hoch beweglichen Schreitplattform mit den Eigenschaften eines Mehrzweckmanipulators mit paralleler Kinematik. In erstem Fall agiert ein mobiler Schreitroboter frei und bildet im Kontakt mit der Umgebung eine offene kinematische Kette. Hierbei wird die koordinierte Nachgiebigkeitsregelung von Roboterbeinen abhängig von den mechanischen Untergrundeigenschaften sowie die Organisation und Steuerung der Roboterlokomotion über ein komplexes Gelände anhand der Information über die Auflagereaktionen untersucht. In zweitem Fall wird ein Schreitroboter als ein stationärer Manipulationsroboter betrachtet, solange die Roboterfüße sich in den Reibungskegeln befinden. Hierbei werden die Serviceoperationen sowie die Regelung der mechanischen Nachgiebigkeit des Roboterkörpers und der Kontaktkräfte im Endeffektor untersucht. Zur Eliminierung der Einflüsse von Nichtlinearitäten im Robotersystem und in der Umgebung sind die Regelungsalgorithmen anpassungsfähig ausgelegt.
Schlagwörter :Kontaktaufgaben von Robotersystemen, mobile Schreitroboter, industrielle Manipulatoren, Serviceoperationen, Roboterlokomotion
adaptive Regelung, Impedanz-/Kontaktkraftregelung
Rechte :Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :VII, 166 S.
 
Erstellt am :31.03.2009 - 06:50:30
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:10:28
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00006489
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