Κινηματική ανάλυση και έλεγχος θέσης ελαφρού ρομποτικού βραχίονα Robolink σε περιβάλλον LabVIEW και με αισθητήρα Kinect

• Κύριος συγγραφέας: Σταθόπουλος, Ιωάννης
• Άλλοι συγγραφείς: Μάνεσης, Σταμάτιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Κινηματική ανάλυση; Έλεγχος θέσης; Kinematics; Position control; LabVIEW; Kinect; 629.893 3

Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον έλεγχο της τελικής θέσης του ρομποτικού βραχίονα Robolink της εταιρείας Igus. Ο βραχίονας υπάγεται στην ευρύτερη οικογένεια των ευέλικτων βραχιόνων, ιδανικών για ελαφρού τύπου εργασίες, ενώ συνήθως προορίζονται για γρήγορες κινήσεις. Δύο αρθρώσεις με δυνατότητα περιστροφής σε δύο κάθετους μεταξύ τους άξονες συνδέονται με συνδέσμους σωλήνων αλουμινίου. Ο συνδυασμός των γωνιών καθενός εκ των τεσσάρων βαθμών ελευθερίας δίνει μορφή στον ρομποτικό βραχίονα φέρνοντας το άκρο του σε μια συγκεκριμένη θέση του τρισδιάστατου χώρου. Η κάθε περιστροφή επιτυγχάνεται με την κύλιση ειδικά διαμορφωμένων νηματόσχοινων τα οποία επιμηκύνονται ή συσπειρώνονται με την κίνηση βηματικών κινητήρων. Οι τελευταίοι ελέγχονται από συμβατές με αυτούς ηλεκτρονικές κάρτες, οι οποίες παρέχουν οδήγηση ακριβείας. Οι οδηγοί δέχονται σαν είσοδο παλμοσειρά και ο αριθμός των παλμών στρέφει τον κινητήρα κατά αντίστοιχο αριθμό βημάτων. Μια κάρτα εισόδων εξόδων χρησιμοποιείται για την παραγωγή των παλμών, έπειτα από τις εντολές που θα δεχθεί από το πρόγραμμα ελέγχου. Η ανάπτυξη συστήματος ελέγχου κλειστού βρόγχου, για την ακριβή ισορροπία του βραχίονα σε τυχαία επιθυμητή τελική θέση του άκρου του, αποτελεί πρωταρχικό στόχο της εργασίας. Ο έλεγχος υλοποιείται στον Η/Υ και το περιβάλλον το οποίο έχει επιλεχθεί είναι το πρόγραμμα LabVIEW της εταιρείας National Instruments. Ενώ, απαραίτητο μέσο για το κλείσιμο του βρόγχου ελέγχου είναι ο αισθητήρας Microsoft Kinect. Ο τελευταίος αποτελεί οπτικό αισθητήρα και είναι γνωστός για την εκτίμηση βάθους - απόστασης συνδυαστικά με την έγχρωμη απεικόνιση της σκηνής λήψης. Χρησιμοποιείται ώστε να εξαχθούν οι χωρικές πληροφορίες για την πραγματική θέση και διάταξη του ρομποτικού βραχίονα, αναγνωρίζοντας συγκεκριμένα σημεία των συνδέσμων του με σκοπό να υπολογιστούν οι συντεταγμένες που βρίσκεται το άκρου του. Η λειτουργική δομή του προγράμματος ελέγχου ακολουθεί τα βήματα, αρχικά αναγνώρισης της πραγματικής θέσης του ρομποτικού βραχίονα, στην συνέχεια υπολογισμός σήματος σφάλματος και τελος εφαρμογη νόμου ελέγχου.