Modeling and simulation of a tracked mobile inspection robot in MATLAB and V-REP software

• Autorzy: Ciszewski M. , Mitka Ł. , Buratowski T. , Giergiel M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i symulacje mobilnego gąsienicowego robota inspekcyjnego przy użyciu oprogramowania MATLAB i V-REP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents modeling and simulation of a tracked mobile robot for pipe inspection with usage o MATLAB and V -REP software. Mechanical structure of the robot is described with focus on pedipulators used to change pose of the track drive modules to adapt to different pipe sizes and shapes. Modeling of the pedipulators is shown with usage of MATLAB environment. The models are verified using V-REP and MATLAB co-simulation. Finally, operation of a prototype was verified on a test rig. The robot utilized joint trajectories computed with usage of mathematical models for reconfiguration of the pedipulators.

PL

W artykule przedstawiono modelowanie i symulacje mobilnego robota gąsienicowego przeznaczonego do inspekcji rurociągów przy użyciu oprogramowania MATLAB i V-REP. Przedstawiono konstrukcję mechaniczną robota, z uwzględnieniem pedipulatorów, służących do ustawiania pozycji gąsienicowych modułów napędowych w celu dostosowania się robota do różnych kształtów i średnic rur. Modelowanie i obliczenia trajektorii ruchu mechanizmu pedipulatorów zostały przeprowadzone w środowisku MA TLAB. Modele zostały zweryfikowane przy użyciu równoległej symulacji w oprogramowaniu V-REP i MATLAB. Poprawność modeli rekonfiguracji pedipulatorów została sprawdzona na stanowisku testowym przy użyciu prototypu, sterowanego za pomocą poprzednio obliczonych trajektorii złączowych.

Słowa kluczowe

EN

robotics; robot kinematics; robot dynamics; mobile robot; tracked robot; inspection robot; MATLAB; V-REP

PL

robotyka; kinematyka robota; dynamika robota; robot mobilny; robot gąsienicowy; robot inspekcyjny; MATLAB; V-REP

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 195, t. 1
• Strony: 135--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Ciszewski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland

autor

Mitka Ł.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland

autor

Buratowski T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland

autor

Giergiel M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland

Bibliografia

• [1] S.R.S. Buss, Introduction to inverse kinematics with jacobian transpose, pseudoinverse and damped least squares methods, Univ. California, San Diego, Typeset Manuscr., 2009, Vol. 132, pp. 1-19.
• [2] M. Ciszewski, T. Buratowski, M. Giergiel, P. Małka, K. Kurc, Virtual Prototyping, Design and Analysis of an in-Pipe Inspection Mobile Robot, J. Theor. Appl. Mech. 2014, Vol. 52, pp. 417-429.
• [3] M. Ciszewski, M. Waclawski, T. Buratowski, M. Giergiel, K. Kurc, Design, Modelling and Laboratory Testing of a Pipe Inspection Robot, Arch. Mech. Eng., 2015, Vol. 62, pp. 395-408.
• [4] P. Corke, Robotics, Vision and Contra!: Fundamental Algorithms in MATLAB, Springer, 2011.
• [5] I. Dulęba, M. Opałka, A comparison of Jacobian-based methods of inverse kinematics for serial robot manipulators, Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., 2013, Vol. 23, pp. 373-382.
• [6] J. Giergiel, M. Giergiel, T. Buratowski, M. Ciszewski, Mechanizm pedipu1atora do ustawiania pozycji modułu napędowego, zwłaszcza robota mobilnego, Opis zgłoszeniowy wynalazku nr PL 406656, 2015.
• [7] P. Hansen, H. Alismail, P. Rander, B. Browning, Visual mapping for natural gas pipe inspection, Int. J. Rob. Res., 2015, Vol. 34, pp. 532-558.
• [8] J. Khalilov, A. T. Kutay, Interfacing Matlabl Simulink with V-REP for A Controller Design for Quadrotor, Int. J. Eng. Res. Rev. 3 , 2015, pp. 42-49.
• [9] K. Kozłowski, P. Dutkiewicz, W. Wróblewski, Modelowanie i sterowanie robotów, 1st ed., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.
• [10] A. Nayak, S.K. Pradhan, Design of a new in-pipe inspection robot, Procedia Eng. 97, 2014, pp. 2081-2091.
• [11] Y. Sharma, K. Deepak, P. Kumar, A. Chauhan, Blockage removal and RF controlled pipe inspection robot (BRICR), Int. J. Electron. Telecommun, 2015, Vol. 4, pp. 62-68.
• [12] Coppelia Robotics, V-REP Virtual Robot Experimental Platform, 2016, http://www.coppeliarobotics.com
• [13] Inuktun, Inuktun crawler vehicles, 2015, http://www.inuktun.com/crawler-vehicles
• [14] ULC, ULC'S Micro-magnetic crawler, 2014, http://ulcrobotics.com.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.