Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาการควบคุมสำหรับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

CONTROL DEVELOPMENT FOR A RESIZABLE COBOT

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

วิทยา วัณณสุโภประสิทธิ์

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเครื่องกล

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1153

Abstract

โคบอท คือ อุปกรณ์ชนิดพาสซีฟ (Passive device) ซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถทำงานร่วมกับผู้ปฏิบัติงานได้โดยตรง ทั้งนี้เทคโนโลยีโคบอทยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวางไม่ว่าจะเป็น แฮปติกอินเตอร์เฟส (Haptic interface) ปฎิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ (Human-Robotic Interaction) การขนถ่ายวัสดุ การประกอบชิ้นงาน และ การนำไปใช้ในทางการแพทย์เป็นต้น งานวิจัยนี้นำเสนอหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด (Resizable Cobot) ซึ่งเป็นหุ่นยนต์โคบอทที่ทำงานบนระนาบสามมิติ หุ่นยนต์โคบอทนี้สามารถขยายออกหรือลดขนาดขณะทำงาน ซึ่งเป็นจุดเด่นที่ทำให้หุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดสามารถปฏิบัติงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้บนระนาบการทำงานที่มีพื้นที่จำกัด สำหรับในส่วนของการควบคุมนั้น ในปัจจุบัน หุ่นยนต์โคบอทใช้การควบคุมแบบป้อนไปข้างหน้า (Feed forward control) ซึ่งทำการคำนวณจากจลนศาสตร์ (Kinematics) และ การควบคุมป้อนกลับ (Feedback control) ในปริภูมิการทำงาน (Configuration space) เพียงเท่านั้น เนื่องจากงานวิจัยหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดที่ผ่านมาไม่สามารถชดเชยค่าความผิดพลาดได้ดีเพียงพอ งานวิจัยนี้จึงมุ่งพัฒนา การควบคุมป้อนกลับ โดยทำการเพิ่มการพัฒนาการควบคุมแบบป้อนกลับในปริภูมิล้อ (Wheel space) นอกจากนั้นได้นำเสนอการควบคุมวิธีการใหม่ที่ใช้กับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดโดยการรวมกันของปริภูมิโครงแบบและปริภูมิปรับขนาดด้วยการนำหลักการของปริภูมิ 4 มิติ มาประยุกต์ใช้ จากนั้นทำการจำลองในคอมพิวเตอร์และทำการทดสอบจริงกับหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาด ซึ่งผลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นถึงค่าผิดพลาดที่มีค่าน้อย โดยหุ่นยนต์โคบอทปรับขนาดสามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางการเคลื่อนที่อ้างอิงและสามารถ รักษาการปรับขนาดตามคำสั่งการปรับขนาดได้อย่างถูกต้องขณะที่มีการเคลื่อนที่อีกด้วย

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Cobots (Collaborative Robot) are passive devices that designed to work directly with an operator. Cobot technology can be applied to several areas ranging from haptic interface, human-robot interaction, ergonomic material handling, assembly operations, medical applications, and assistive devices. This paper presents a resizable Cobot that has a three dimensional planar workspace. The Cobot can change its size so that it can maneuver effectively in a tight space. Current Cobot controls are based on feed forward and feedback controls. The feed forward command is mainly calculated from Cobot kinematics, and the feedback control is implemented within its configuration space. However, previous feedback control is insufficient to compensate the error that occurs when the resizable Cobot moves along a complex reference path. In this work, we improve the control with additional feedback in the wheel space. Furthermore, in this research, the new 4-dimensional control (combination of configuration space and the expansion space) is presented. The experiment with wheel space feedback and 4-dimensional path planning provide satisfactory results with low tracking error. The resizable Cobot can follow along command paths and preserve its expansion according to the reference.

Link to Full Text

Share

COinS