Motion analysis of a hyper-redundant robot for object manipulation

การวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แบบซับซ้อนสำหรับการเคลื่อนย้ายวัตถุ

Name: Chatklaw Jareanpon

Name: ฉัตรเกล้า เจริญผล

keyword: Hyper-redundant Manipulation

Abstract: This thesis discusses a method for controlling a hyper-redundant robot to manipulate an object on a plane. The performance of this method is demonstrated by a hyper-redundant arm and hyper-redundant robot. The control method is divided into two parts: encircling and moving part. The encircling part of the hyper-redundant robot can perform simple whole-arm manipulation by coiling or wrapping around the object. The encircling part is controlled by a set of virtual constraints that guide the encircling part to reach around the object and encircle it, keeping the part within a specified bound to ensure the circular shape around the object. In the process of transporting the object in the hyper-redundant arm, a simplified desired shape is generated from Be'zier curve according to a given goal position and the arm geometry. Then, the gradient descent method is used to update the joint angles of the arm at each step to move the arm toward the desired shape until the object reaches its target position. In the process of avoiding obstacle in hyper-redundant mobile robot, a potential field method together with the nearest optimal subgoal and the back-tracking algorithm guide the collide-free path. The constraint of the robot is considered for each to fit with specified robot. The proposed method has been tested in both simulation and actual experiments.

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอวิธีการควบคุมหุ่นยนต์แบบซับซ้อนหลายข้อต่อเพื่อใช้ในการเคลื่อนย้ายวัตถุ บนพื้นราบ ประสิทธิภาพของวิธีที่ได้นำเสนอจะแสดงทั้งแบบแขน (หุ่นยนต์ฐานอยู่กับที่) และแบบ หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้โดยได้จัดแบ่งส่วนของหุ่นยนต์ออกเป็น 2 ส่วน คือส่วนที่ใช้โอบวัตถุ และส่วนที่ ใช้ในการเคลื่อนที่ ส่วนที่ใช้ในการโอบวัตถุนั้นจะแสดงโดยวิธีการโอบล้อมรอบวัตถุ ซึ่งได้นำเอา ข้อกำหนดแบบเสมือน (Virtual constraint) มากำหนดแนวทางให้กับหุ่นยนต์ในการโอบรอบวัตถุใน ส่วนของการเคลื่อนย้ายวัตถุนั้น ได้แบ่งแยกออกเป็น 2 กรณีคือ ในหุ่นยนต์แบบซับซ้อนหลายข้อต่อ แบบแขนนั้นเพื่อลดการซับซ้อนในการคำนวณท่าทาง ซึ่งท่าทางต้นแบบได้คำนวณมาจากเส้น โค้งเบซิ เยร์ (Be'zier curve) ตามที่คำนวณมาจากตำแหน่งของเป้าหมายและเรขาคณิตของแขน หลังจากนั้นใช้ วิธีการหาคำตอบแบบลาดชัน (Gradient descent method) เพื่อปรับรูปร่างของหุ่นยนต์โดยการปรับค่า องศาของข้อต่อเพื่อให้ได้รูปร่างของหุ่นยนต์ตามเส้นโค้งเบซิเยร์ที่ได้ออกแบบไว้ ในหุ่นยนต์แบบ ซับซ้อนหลายข้อต่อแบบเคลื่อนที่ได้นั่น จำเป็นจะต้องเพิ่มความสามารถในการหลลหลีกสิ่งกีดขวาง จึงได้นำเอาทฤษฎีการหลบหลีกสิ่งกีดขวางโดยทฤษฎีพลังงานศักย์มาร่วมกับการหาเป็นหมายย่อย (Nearest optimal subgoal) และการจดจำเส้นทางเพื่อถอยหลัง (Back-tracking algorithm) เพื่อเป็น แนวทางในการหาเส้นทางที่ไม่ชนสิ่งกีดขวาง รวมทั้งได้มีการนำข้อกำหนดของหุ่นยนต์มาปรับ เส้นทางเพื่อให้เหมาะสมกับหุ่นยนต์แบบซับซ้อนหลายข้อต่อ โดยประสิทธิภาพของวิธีการที่นำ เสนอได้ทำการทดลองทั้งในแบบจำลองและในหุ่นยนต์จริง

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Songrit Maneewongvatana

Role: Advisors

Created: 2010

Modified: 2011-07-15

Issued: 2011-07-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CPE1235

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Electrical and Computer Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CPE1235.pdf	1.14 MB	45	2024-12-17 14:08:57
2	CPE1235ab.pdf	46.71 KB	23	2024-11-17 12:23:24

ใช้เวลา

0.033134 วินาที