Modelowanie numeryczne zjawisk kontaktowych podczas chwytania i manipulowania przedmiotem przez chwytak wielopalcowy

• Autorzy: Handke A. , Wudarczyk S.

Warianty tytułu

EN

Numerical modeling of contact phenomena during grasping and manipulating of the object by a multifinger gripper

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono autorską metodę rozwiązania problemu modelowania stabilnego uchwycenia przedmiotu w trakcie manipulowania antropomorficznym chwytakiem wielopalcowym. Badania przeprowadzono na modelu numerycznym, utworzonym w środowisku MSC ADAMS. Model numeryczny chwytaka zbudowano zgodnie z przyjętymi parametrami kinematycznymi modułu ręki. Zastosowane zjawiska kontaktowe wykorzystano podczas symulacji chwytania przedmiotu z zamiarem chwytania kształtowego. Głównym założeniem algorytmu sterującego pracą napędów podczas chwytania przedmiotu było wykorzystanie informacji jedynie o wystąpieniu kolizji pomiędzy powierzchniami palców chwytaka a przedmiotem. Etap manipulacji uchwyconym przedmiotem został przeprowadzony z wykorzystaniem informacji o wartości sił nacisku i poślizgu pomiędzy przedmiotem a określoną częścią chwytaka. Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie zmniejszenia przemieszczeń przedmiotu względem nieruchomego układu odniesienia w trakcie próby jego manipulacji.

EN

The paper presents an original method to solve the problem of modeling a stable grasp of the object during grasping by the multi-fingered anthropomorphic gripper. Tests were carried out on numerical model formed in an MSC Adams. The numerical model of the gripper, built in accordance with established kinematics parameters of a hand module. Contact phenomena was used during the grasping simulation of the object with the aim on shape based grasping. The main idea of the drives control algorithm during object grasping was to use only the information from a collision between the predefined gripper’s surfaces and the object. The stage of manipulation of grasped object was conducted using information on the tactile forces and feedback information on displacement between the object and the specific part of the gripper with the activation of the appropriate drive. The aim of the study was to reduce the movements of the object relative to a stationary reference system during manipulation.

Słowa kluczowe

PL

chwytanie kształtowe; chwytanie siłowe; chwytak antropomorficzny; algorytm sterowania

EN

shape based grasping; power grasping; anthropomorphic gripper; control algorithm

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 33, nr 64
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Handke A.

• Katedra Inżynierii Biomedycznej, Mechatroniki i Teorii Mechanizmów, Politechnika Wrocławska

autor

Wudarczyk S.

• Katedra Inżynierii Biomedycznej, Mechatroniki i Teorii Mechanizmów, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• 1. Alba D., Armada M., Ponticelli R.: An introductory revision to humanoid robot hands, climbing and walking robots. In: VI Proceedings of the 7th International Conference CLAWAR 2004. Springer, Berlin, Heidelberg 2005, p. 701–712.
• 2. Andrews G.E., Askey R., Roy R.: Jacobi polynomials and gram determinants: §6.3 in special functions. Cambridge: England: Cambridge University Press,1999, p. 293-297.
• 3. Ben-Tzvi P., Moubarak P.: A mechatronic perspective on robotic arms and end-effectors, intelligent mechatronics. Intech, 2011, p. 1-20.
• 4. Bluethmann W., Ambrose R., Diftler , Askew S., Huber E., Goza M., Rehnmark F., Lovchik C., Magruder D.: Robonaut a robot designed to work with humans in space. “Autonomous Robots” 2003, 14, p. 179–197.
• 5. Handke A.: Metoda doboru struktury mechanicznej i sensorycznej chwytaka typu ręka człowieka. Rozprawa doktorska. Wrocław: Politechnika Wrocławska, 2016.
• 6. Handke A.: Simplified collision detection in 4r serial manipulators. “Acta Mechanica et Automatica” 2013, Vol.7, No. 1, p. 11-14.
• 7. Handke A., Twaróg W. : Correlation of sensory parameters' mathematical models with the kinematic structure of a HAND-K3 human hand type manipulator. “ ,Acta Mechanica et Automatica” 2010, Vol. 4, No. 3, p. 40-46.
• 8. Odhner L. U., Jentoft L. P., Claffee M. R., Corson N., Tenzer Y., Ma R. R., M. Buehler, R. Kohout, Howe R. D., Dollar A. M., A Compliant, Underactuated hand for robust manipulation. “ The International Journal of Robotics Research” 2014, Vol. 33, No. 5, p. 736-752.
• 9. Hwang S. K., Hwang H. Y.: Development of a tactile sensing system using piezoelectric robot skin materials. In: Smart Materials and Structures, 2013, Vol. 22, No. 5, p. 055004-055012.
• 10. Zhang W., Che D., Chen Q., Du D.: A dexterous and self-adaptive humanoid robot hand: gesture-changeable under-actuated hand. In: Second International Conference on Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2009. Lecture Notes in Computer Science, vol 5928. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, p. 515–525.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).