Koncepcja manipulatora antropomorficznego o napędzie hydrostatycznym dla robota inżynieryjnego

• Autorzy: Cieślik K. , Konopka S. , Łopatka M.J. , Płocharz W.

Warianty tytułu

EN

The concept of an anthropomorphic manipulator with hydrostatic drive system for engineering robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Manipulatory antropomorficzne mogą znaleźć zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, wojsku, medycynie. Większość z opracowanych konstrukcji wykorzystuje napęd elektryczny. W artykule zaproponowano rozwiązanie konstrukcyjne manipulatora antropomorficznego o sześciu stopniach swobody i napędzie hydrostatycznym. W celu zmniejszenia masy konstrukcji ograniczono ilość siłowników o ruchu obrotowym do jednego. W pozostałych węzłach kinematycznych zastosowano siłowniki o ruchu posuwisto – zwrotnym. Założono, że manipulator zostanie wykonany z materiału o podwyższonej wytrzymałości, co wpłynie na obniżenie masy konstrukcji. Przyjęto, że jego nośnikiem będzie robot wsparcia inżynieryjnego o masie około 3000 kg. Opracowywana konstrukcja będzie się charakteryzować udźwigiem 200 kg przy maksymalnym wysięgu 3,7 m. Ponad to będzie ona przystosowana do wykonywania zadań związanych z odgruzowywaniem, porządkowaniem obszarów dotkniętych klęskami żywiołowymi oraz przeładunkiem materiałów niebezpiecznych przy pracy, z którymi niezbędna jest precyzja. Zastosowany układ hydrauliczny powinien umożliwić uzyskanie dużej precyzji sterownia oraz odpowiednich prędkości poruszania poszczególnych członów manipulatora.

EN

Anthropomorphic manipulators can be used in many industries, the military, medicine. Most of developed structures use electric drive system. In this article proposes to design solution of an anthropomorphic manipulator with six degrees of freedom and hydrostatic drive system. The aim was to reduce the weight of the construction limits the quantities of the rotary actuators to one. In the remaining nodes kinematic linear actuators was applied. It was assumed that the keypad is made of high strength material which will reduce the weight of the structure. It is assumed that the carrier will support the robot engineering weighing about 3000 kg. The developed design will be characterized by 200 kg lift capacity at maximum reach 3.7 m over it will be adapted to perform the tasks associated with removing rubble, cleaning up the areas affected by natural disasters , and handling of hazardous materials at work , which is necessary precision. The applied hydraulic system should allow obtain high precision control room and the appropriate movement speed of individual members manipulator.

Słowa kluczowe

PL

manipulator anrtopomorficzny; napęd hydrostatyczny; roboty inżynieryjne

EN

anthropomorphic manipulator; hydrostatic; engineering robot

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Cieślik K.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny

autor

Konopka S.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny

autor

Łopatka M.J.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny

autor

Płocharz W.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, Wydział Mechaniczny

Bibliografia

• 1. Tondu Bertrand: Kinematic Modelling of Anthropomorphic Robot Upper Limb with Human-like Hands. 14th International Conference on Advanced Robotics Location: Munich, Germany, JUN 22-26, 2009.
• 2. Binaud Nicolas, Cardou Philippe, Caro Stephane: The kinematic sensitivity of robotic manipulators to joint clearances. ASME Internationl Design Engineering Technical Conferences Computers and Information in Engineering, Montreal, Canada, August 15-18, 2010.
• 3. Podsękowski L.: Roboty medyczne budowa i zastosowanie. WNT, Warszawa 2010.
• 4. Morecki A., Knapczyk J., Kędzior K.: Teoria mechanizmów i manipulatorów. WNT, Warszawa 2002.
• 5. Broszura informacyjna produktu Predator firmy Kraft
• 6. Online: www. krafttelerobotics.com
• 7. Online: www.tmsuk.co.jp
• 8. Crane III C. D., Duffy J.: Kinematic analysis of robot manipulators, Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge, Nowy Jork 2008.
• 9. Broszura informacyjna produktu T-53 firmy Tmsuk
• 10. Jezierski E.: Dynamika robotów. WNT, Warszawa 2006.
• 11. Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.
• 12. Morecki A., Knapczyk J.: Podstawy robotyki teoria i elementy manipulatorów i robotów. WNT, Warszawa 1999.
• 13. Konopka S., Krogul P., Łopatka M. J.: Simulation Research of Hydrostatic Power System Control of Engineer Robot Manipulator, Proceedings of 8th International Conference Intelligent Technologies in Logistics and Mechatronics Systems ITELMS ‘2013, pp. 126-135, Panevėžys, Lithuania, May 23-24, 2013.
• 14. Dąbrowska A., Typiak R.: Universal Robotic Control Station for a Grouping of Unmanned Egineering Machines, Proceedings of 8th International Conference Intelligent Technologies in Logistics and Mechatronics Systems ITELMS 2013, pp. 71-75, Panevėžys, Lithuania, May 23-24, 2013.
• 15. Kim D., Kim J., Lee K., Park C., Song J., Kang D.: Excavator tele-operation system using a human arm, Automation in Construction 18, vol. 18, pp. 173-182, 2009.
• 16. Bartnicki A., Jaskółowski M., Łopatka M. J., Muszyński T.: The Researches of Stability Evaluation Articulated Loader while Working on Slopes, Proceedings of 8th International Conference Intelligent Technologies in Logistics and Mechatronics Systems ITELMS ‘2013, pp. 126-135, Panevėžys, Lithuania, May 44-49, 2013.
• 17. Biryukova E.V., Roby-Brami A., Frolov A.A., Mokhtari M.: Kinematics of human arm reconstructed from spatial tracking system recordings. Journal of Biomechanics 33 (2000) 985-995.
• 18. Online: www.helac.com
• 19. Miller S.: Układy kinematyczne. Podstawy projektowania. WNT, Warszawa 1988.
• 20. Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny. Tom I. WNT Warszawa 2005.
• 21. Katalog liniowych siłowników hydraulicznych firmy Hydro.
• 22. Katalog siłowników hydraulicznych o ruchu obrotowym firmy Helac.
• 23. Katalog pomp hydraulicznych firmy Bosch Rexroth.
• 24. Kuczmarski F.: Badania gąsienicowych koparek hydraulicznych z osprzętem podsiębiernym pod kątem możliwości zwiększenia dokładności wykonywania prac ziemnych, rozprawa doktorska, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 1983.
• 25. Typiak A. M.: Zwiększenie dokładności pracy koparek jednonaczyniowych metodą ciągłej kontroli położenia osprzętu roboczego, rozprawa doktorska, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 1999.
• 26. Budny E., Chłosta M., Gutkowski W.: Load-independent control of hydraulic excavator, Automation in Construction 12, 10 stron, 2003.
• 27. Budny E., Chłosta M., Gutkowski W.: Sensitivity of the optimum bucket trajectory in controlled excavation, Automation and Robotics in Construction XVI, 1999.
• 28. Praca zbiorowa: Poradnik mechanika, WNT, Warszawa, 2000.
• 29. Niezgodziński M.T.: Wzory wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa, 2004.