پديد آورنده :
شماستون، زهرا
عنوان :
كنترل همكاري انسان و ربات در برخورد آگاهانه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده، 109 ص. : مصور، نمودار
استاد راهنما :
مهدي كشميري، سعيد بهبهاني
توصيفگر ها :
همكاري انسان و ربات , تشخيص برخورد فيزيكي , كنترل برخورد فيزيكي , كنترل سينماتيكي
استاد داور :
مصطفي غيور، محمد دانش
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/04/18
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/19
چكيده فارسي :
چکیده با گسترش کاربرد رباتها در فعالیتهایی که انسان به عنوان اپراتور یا همکار در کنار ربات حضور دارد اهمیت مسئله برخورد فیزیکی در حین فعالیت ربات افزایش یافته است برخورد فیزیکی به هرگونه اعمال نیروی پیشبینی نشده در برنامه اجرایی توسط ربات اطالق میگردد که ربات در هنگام مواجهه شدن با آن رفتارهای غیرمنتظرهای خواهد داشت این برخوردهای فیزیکی بر دو دسته غیرآگاهانه و آگاهانه تقسیم میشوند اگر برخورد آگاهانه باشد باید به طریقی ربات را از مفهوم این برخورد مطلع کرد یا به عبارتی در برنامهنویسی کنترلکننده ربات باید نحوه تشخیص چنین برخورد فیزیکی و نیز عکسالعمل مناسب با آن لحاظ شود به این ترتیب یک تماس فیزیکی آگاهانه از طرف کاربر که به عنوان دستوری برای هدایت ربات است توسط ربات درک و مأموریت محوله به ربات دریافت میشود چگونگی ادراک ربات از هدف کاربر موضوع اصلی حل مسئله برخورد در همکاری انسان و ربات است به نحوی که با عکسالعمل ربات پس از درک برخورد ایمنی انسان در معرض خطر قرار نگیرد از میان روشهای مختلف از جمله ارسال سیگنالهای پردازش شده دست کاربر به عنوان دستور حرکتی به ربات آموزش ربات از طریق یادگیری ماشین طی آزمایشهای متعدد و تحلیل اطالعات دریافتی از ربات روش آخر به عنوان روش حل این مسئله در این پژوهش استفاده میشود با تحلیل این اطالعات که شامل گشتاور وارد شده لحظهای بر مفاصل ربات میباشند اعمال هر نیروی خارجی بر بدنه ربات قابل ردیابی بوده و نیز اندازه و جهت نیروی وارده قابل محاسبه است از آنجا که تحلیل این بردار برای وقوع برخورد و موقعیت آن به سادگی و دقت سنسورهای تشخیص نیرو و موقعیت نیست از این بردار به تنهایی برای حل مسئله برخورد استفاده نمیشود در این پژوهش با تمرکز بر تحلیل دقیق بردار گشتاور خارجی لحظهای تشخیص وقوع و موقعیت برخورد فقط با استفاده از اطالعات لحظهای این بردار صورت میگیرد مزیت این روش نسبت به استفاده همزمان از حسگرهای نیرویی و موقعیت یکی سرعت باالتر به دلیل حذف سنسورهای واسطه و پردازش اطالعات سنسورها است و دیگر اینکه برخالف سنسور نیروکه باید محل برخورد از قبل مشخص باشد تا در جای مناسب روی بدنه ربات نصب شوند نیازی به مشخص بودن محل برخورد نیست این روش به دلیل عدم استفاده از هر گونه وسیلهای که نیاز به آگاهی از محدوده نیرو داشته باشد قابلیت اینکه در هر شرایط از پیش تعیین نشدهای قادر به تشخیص برخورد موقعیت آن اندازه و جهت نیروی برخورد باشد را دارا است در گام نهایی این پایاننامه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی ربات در سناریوهای کاربردی گوناگونی هدایت میشود این سناریوها ابتدا شبیهسازی و سپس بر روی ربات KUKA LBR iiwa پیادهسازی میشود کلمات کلیدی همکاری انسان و ربات تشخیص برخورد فیزیکی کنترل برخورد فیزیکی کنترل سینماتیکی
چكيده انگليسي :
Human Robot Cooperation Control in Conscious Interaction Zahra Shamasetoun z shamastoun@me iut ac ir Date of Submission 2019 06 22 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mehdi Keshmiri Saeed Behbahani mehdik@cc iut ac ir behbahani@cc iut ac irAbstract Human robot cooperation tasks are becoming important among robotic applications since robotshave involved in the field of non isolated tasks Ability of synchronizing the motion with human s action andmanaging any physical interaction during cooperation are distinctive characteristics for a manipulator workingwith a human operator During a cooperation robot should learn to recognize operator s motion and reactfinely in order to achieve desired state Example of interaction in human robot cooperation is when theoperator pushes one of the robot links as a command while it is executing a task To handle an interaction an identification method and then a control approach are needed The core idea of this study is finding areliable method to control the robot in the cooperation scenarios leading to interaction having the humansafety in priority There are variety of methods for a robot to recognize human s command Analyzing externaltorque applied to the robot is suggested in this study This data shows an algorithmic changes during aninteraction Formulating this algorithm can help to detect interaction and its position in different situations When interaction position is found the external force can be driven using external torque vector and Jacobinmatrix Using a proper controller and having the interaction force and position robot follows the externalforce as a new command For a robot executing a task interaction leads to change its path and follow a newpath drawn by the human force When operator stops applying force robot must continue the main task whichwas interrupted But according to human s plan how robot return to the first task can categorized into variousscenarios The steps including interaction identification interaction control and returning to initial task aresimulated in MATLAB and then validated using the KUKA LBR iiwa Keywords Human Robot Cooperation Physical Interaction External Interaction Identification PhysicalInteraction Control Kinematic Control
استاد راهنما :
مهدي كشميري، سعيد بهبهاني
استاد داور :
مصطفي غيور، محمد دانش
