Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Fattah,Mehdi Keshmiri,Mohammad jafar Sadigh
عباس فتاح (استاد مشاور) مهدی کشمیری (استاد مشاور) محمدجعفر صدیق دامغانی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Habib Ahmadi
حبیب احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1380

TITLE

Safe Grasping of Two Dimensional Delicate Objects
Grasping and handling delicate objects with robotic systems using force closure method needs a sophisticated control capable of providing stable grasping of the object with minimum possible normal force. This work presents a new controller iired by human method of grasping. The proposed controller only needs measurement of the contact forces, instead of measuring relative velocity and acceleration of object. To estimate friction coefficient in uncertain situations, a mathematically simple algorithm is also presented which also does not need measurement of relative motion. It is shown that in noise-free situation, the proposed estimation algorithm guarantees robustness of the controller against variations in the friction coefficient. To hold and manipulate the object with two multi-link fingers, we need a control scheme capable of controlling force and motion in similar direction. Most of position-force control algorithms proposed so far divide the work space of manipulators into two suace and control position in one suace and force in the other one. Meanwhile, for safe grasping purpose we should apply force at minimum necessary level which itself is not a known quantity during motion, so the desired value of normal force is not known forehand. This work propose a new position-force algorithm and employ that to accomplish pinching and moving delicate object with two multi-link fingers. Several numerical examples are provided to show versatility of the proposed method. Key Words Safe Grasping, Multi-Phase Friction, Coulomb Friction, Friction coefficient estimation, Dexterous Hand, Manipulation Object and Controller.
گرفتن و جابجایی اجسام ظریف توسط سیستم‌های رباتیک با استفاده از روش انحصار-نیرو که قابلیت گرفتن پایدار جسم با حداقل نیروی عمودی ممکن را ایجاد نماید، نیاز به الگوریتم کنترلی پیشرفته‌ای دارد.تحقیق حاضر مسئله گرفتن و جابجایی جسم را در دو گام اصلی بررسی نموده‌است، در گام اول مسئله گرفتن توسط گریپر فک‌موازی بررسی شده و در گام بعدی جابجایی جسم در یک مسیر مطلوب توسط انگشتان چندبندی بررسی شده‌است. در گام اول برای گرفتن و مهار جسم توسط یک گریپر فک‌موازی کنترلری پیشنهاد شده که ایمنی جسم و مهار لغزش را در فرآیند گرفتن تامین می‌نماید، برای استفاده از الگوریتم کنترلی پیشنهادی، ابتدا لازم است که یک مدل کامل دینامیکی مبتنی بر اصطکاک کولمبی چندفازی بکار گرفته شود. در تحقیق حاضر، ضمن بررسی خطاهای ناشی از ساده‌سازی‌های صورت گرفته در مدل‌سازی اصطکاک برای کنترل نیروی عمودی در پایین‌ترین سطح ممکن، کنترلری جدید با الگوگیری از روش گرفتن انسان ارائه شده است. کنترلر پیشنهادی، به جای اندازه‌گیری شتاب و سرعت نسبی جسم، فقط نیاز به اندازه‌گیری نیروهای تماسی دارد. علاوه بر این، برای تخمین ضریب اصطکاک در حالت‌های نامعین نیز، یک الگوریتم ساده ریاضی ارائه شده است که نیازی به اندازه‌گیری حرکت نسبی ندارد. در تحقیق حاضر نشان داده شده است که الگوریتم تخمینی پیشنهادی، مقاوم بودن کنترلر در برابر تغییرات ایجاد شده در ضریب اصطکاک را ضمانت می‌نماید. مقاومت کنترلر نسبت به تغییرات جرم مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با توجه به بازخورد از نیروهای تماسی، کنترلر عملکرد مطلوبی را در محدوده تغییرات نامی جرم جسم دارد.در گام بعدی مسئله گرفتن و جابجایی جسم توسط انگشتان چند بندی مد نظر قرار گرفته‌است، گرچه تا کنون الگوریتم‌های متعددی برای گرفتن اجسام توسط دست چند انگشتی ارائه شده‌است لیکن موضوع گرفتن اجسام ظریف و جابجایی آنها توسط انگشتان که نیازمند امکان کنترل موقعیت در راستای اعمال نیرو است موضوعی است که تا کنون به آن پرداخته نشده‌است. به عبارت دیگر عمده الگوریتم‌های کنترل نیرو-موقعیت که تا کنون معرفی شده‌اند فضای کار را به دو زیر فضا تقسیم کرده و در یک زیرفضا موقعیت و در زیرفضای دیگر نیرو را کنترل می‌نمایند. تحقیق حاضر الگوریتم کنترلی جدیدی ارائه می‌نماید که برای نگهداری جسم با حداقل نیرو، تنها بر مبنای اندازه‌گیری نیروهای تماسی بین نوک انگشت و جسم جابجا شونده عمل می‌نماید. کنترلر ارائه شده دارای ساختار ترکیبی مدار بسته موقعیت، مدار باز نیرو است که با یک جزء مدار بسته نیرو تقویت شده‌است. وظیفه این جزء مدار بسته نیرو در کنترلر افزایش نیروی عمود بر سطح برای جلوگیری از لغزش و حفظ آن در محدوده‌ای نزدیک آستانه لغزش است. بنابراین کنترلر ارائه شده می‌تواند جسم را در یک مسیر مطلوب و با اعمال حداقل نیروی اعمالی به آن جابجا نموده و لغزش نسبی را در نقاط تماس برای جلوگیری از رهایی جسم به صفر برساند. در نهایت مهار و جابجایی جسم در شرایط نامتقارن اصطکاکی بررسی و عملکرد کنترلر پیشنهادی توسط شبیه‌سازی تایید شده‌است. کلمات کلیدی: گرفتن ایمن، اصطکاک چند فازی، اصطکاک کولمبی، تخمین ضریب اصطکاک، دست چندانگشته، جابجایی جسم و کنترلر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی