ហេតុអ្វីបានជា PAUL ត្រូវការសំណុំទិន្នន័យដ៏ធំ ដើម្បីកែលម្អចលនារបស់វា។

ដោយ EScholar: Electronic Academic Papers for Scholars6 នាទី read2025/02/14

យូរពេក; អាន

ចលនារបស់ PAUL ត្រូវបានយកគំរូតាមដោយប្រើការប្រមូលទិន្នន័យជាក់ស្តែងជាជាងវិធីសាស្ត្រស្មុគស្មាញដូចជា PCC ឬ Cosserat Rod Theory ។ សំណុំទិន្នន័យរួមមានពេលវេលាអតិផរណា (ធម្មតា 0-100%) ទីតាំង/ទិស (មុំអយល័រ) និងទិន្នន័យមេតា (សម្ពាធ សីតុណ្ហភាព)។ ដើម្បីដោះស្រាយការកំណត់ប្រព័ន្ធ pneumatic ពេលវេលាបរិត្តផរណាត្រូវបានគុណនឹង 1.45 × អតិផរណាកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់ដើម្បីការពារការបំពេញមិនស្មើគ្នា ហើយឥទ្ធិពល hysteresis ទាមទារការកែតម្រូវ 1.2 × នៅពេលផ្លាស់ប្តូររវាងមុខតំណែង។ ការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបើកចំហពឹងផ្អែកលើវិធីសាស្ត្ររកមើលតារាង ដោយបញ្ចូលរវាងគំរូអតិផរណាដែលបានរក្សាទុក ជាមួយនឹងផែនការនាពេលអនាគតដើម្បីអនុវត្ត kinematics ផ្អែកលើបណ្តាញសរសៃប្រសាទ។

featured image - ហេតុអ្វីបានជា PAUL ត្រូវការសំណុំទិន្នន័យដ៏ធំ ដើម្បីកែលម្អចលនារបស់វា។

‘robotic arm’ Image created by HackerNoon AI Image Generator

អ្នកនិពន្ធ៖

(1) Jorge Francisco Garcia-Samartın, មជ្ឈមណ្ឌលស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងមនុស្សយន្ត (UPM-CSIC), សាកលវិទ្យាល័យពហុបច្ចេកទេសនៃទីក្រុងម៉ាឌ្រីដ — ក្រុមប្រឹក្សាជាន់ខ្ពស់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ, Jose Gutierrez Abascal 2, 28006 Madrid, អេស្ប៉ាញ (jorge.gsamartin@upm.es);

(2) Adrian Rieker មជ្ឈមណ្ឌលស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងមនុស្សយន្ត (UPM-CSIC) សាកលវិទ្យាល័យពហុបច្ចេកទេសនៃទីក្រុងម៉ាឌ្រីដ — ក្រុមប្រឹក្សាជាន់ខ្ពស់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ Jose Gutierrez Abascal 2, 28006 Madrid, អេស្ប៉ាញ;

(3) Antonio Barrientos, មជ្ឈមណ្ឌលស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងមនុស្សយន្ត (UPM-CSIC), សាកលវិទ្យាល័យពហុបច្ចេកទេសនៃទីក្រុងម៉ាឌ្រីដ — ក្រុមប្រឹក្សាជាន់ខ្ពស់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ, Jose Gutierrez Abascal 2, 28006 Madrid ប្រទេសអេស្ប៉ាញ។

តារាងតំណភ្ជាប់

អរូបី និង ១ សេចក្តីផ្តើម

2 ការងារពាក់ព័ន្ធ

2.1 សកម្មភាពខ្យល់

2.2 អាវុធខ្យល់

2.3 ការគ្រប់គ្រងលើមនុស្សយន្តទន់

៣ ប៉ូល៖ ការរចនា និងការផលិត

3.1 ការរចនាមនុស្សយន្ត

3.2 ការជ្រើសរើសសម្ភារៈ

3.3 ផលិតកម្ម

3.4 ធនាគារការអនុវត្ត

4 ការទទួលទិន្នន័យ និងការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបើកចំហ

4.1 ការដំឡើងផ្នែករឹង

4.2 ប្រព័ន្ធចាប់យកចក្ខុវិស័យ

4.3 ការបង្កើតសំណុំទិន្នន័យ៖ គំរូតាមតារាង

4.4 ការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបើកចំហ

5 លទ្ធផល

5.1 កំណែចុងក្រោយរបស់ PAUL

5.2 ការវិភាគកន្លែងធ្វើការ

5.3 ការអនុវត្តនៃគំរូតាមតារាង

5.4 ការពិសោធន៍ពត់កោង

5.5 ការពិសោធន៍លើកទម្ងន់

6 សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ព័ត៌មានអំពីមូលនិធិ

ក. ការពិសោធន៍ និងឯកសារយោង

4.3 ការបង្កើតសំណុំទិន្នន័យ៖ គំរូតាមតារាង

ដោយសារភាពស្មុគ្រស្មាញនៃមនុស្សយន្ត វិធីសាស្ត្រផ្អែកលើគំរូដូចជា PCC ឬទ្រឹស្តីដែលផ្អែកលើ Cosserat Rod ត្រូវបានបោះបង់ចោល។ ទោះបីជាការប្រើប្រាស់ FEM គឺជាផ្លូវដែលនឹងមិនត្រូវបានបិទនៅក្នុងការងារនាពេលអនាគតក៏ដោយ ប៉ុន្តែចំនួនដ៏ច្រើននៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលត្រូវកំណត់ដោយពិសោធន៍សម្រាប់ផ្នែកនីមួយៗ (ម៉ូឌុលរបស់ Young, moment of inertia. . ) ដោយសារដំណើរការផលិតមានភាពប្រែប្រួលខ្លាំង មានន័យថាក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនេះ យើងបានជ្រើសរើសប្រើប្រភេទនៃគំរូ PAUL មួយចំនួនដោយផ្អែកលើការប្រមូលទិន្នន័យ។

លទ្ធផលនៃប្រព័ន្ធត្រូវបានយកជាទីតាំង និងការតំរង់ទិសដែលឈានដល់ចុងបញ្ចប់ចុងក្រោយ - ដូច្នេះនៅដំណាក់កាលនេះ មុខតំណែងទាំងអស់នៃផ្នែកមធ្យមមិនត្រូវបានអើពើ - ហើយជាការបញ្ចូលពេលវេលាអតិផរណានៃប្លោកនោមនីមួយៗ។ ដោយសារមិនមានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសម្ពាធគ្រប់គ្រាន់នៅពេលសាងសង់រ៉ូបូត វាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តយកពេលវេលាអតិផរណាជាអថេរបញ្ចូល។ ដោយសារសម្ពាធការងារត្រូវបានកំណត់ដោយសន្ទះបិទបើកសម្ពាធ ហើយអត្រាលំហូរចូលទៅក្នុងប្លោកនោមនីមួយៗអាចត្រូវបានគេសន្មត់ថាថេរ ពេលវេលាគឺស្មើនឹងបរិមាណខ្យល់ដែលបានណែនាំទៅក្នុងបែហោងធ្មែញនីមួយៗ។

ជម្រើសត្រួតពិនិត្យទាំងអស់ដែលបានពិចារណាមានជាទូទៅតម្រូវការសម្រាប់ទិន្នន័យជាក់ស្តែងមួយចំនួនធំ ដែលនាំឱ្យមានតម្រូវការក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ការរចនាពិសោធន៍ ដើម្បីរៀបចំប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យនេះ។ ចាប់តាំងពីការចាប់យកព័ត៌មាននេះត្រូវបានធ្វើក្នុងដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នា ហើយសំណុំទិន្នន័យត្រូវតែតំណាងឱ្យអាកប្បកិរិយារបស់មនុស្សយន្តតាមរបៀបដែលមានគោលបំណង ការអនុវត្តឡើងវិញនៃការពិសោធន៍មានសារៈសំខាន់ជាពិសេស។

ទិន្នន័យដែលរក្សាទុកក្នុងសំណុំទិន្នន័យគឺជាទីតាំងនៃព័ត៌មានជំនួយមនុស្សយន្ត និងសំណុំនៃពេលវេលាអតិផរណាដែលសម្រេចបាននូវការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះ។ ដែនកំណត់ខាងលើដែលមានតែពីរនៃប្លោកនោមទាំងបីនៅក្នុងផ្នែកដែលត្រូវបានបំប៉ោងកាត់បន្ថយការលែងត្រូវការតទៅទៀត។ ដូចដែលបានបញ្ជាក់ពីមុន ច្រើនជាងពីរផ្នែកនាំទៅរកការលែងត្រូវការតទៅទៀត ដែលមានន័យថា គំរូ kinematic បញ្ច្រាសរបស់មនុស្សយន្តអាចមានដំណោះស្រាយច្រើន។

ដំណើរការប្រមូលទិន្នន័យពាក់ព័ន្ធនឹងជំហានបន្តបន្ទាប់ជាច្រើន។ ដំបូង សំណុំនៃគំរូត្រូវបានកំណត់។ សម្រាប់សំណាកនីមួយៗ ពាក្យបញ្ជា Matlab បញ្ជូនការបញ្ចូលគ្នាចៃដន្យនៃដងអតិផរណាចំនួនប្រាំបួន ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសន្ទះបិទបើក PAUL នីមួយៗ ទៅកាន់កៅអីដំណើរការ។ ពេលវេលាត្រូវបានបង្កើតនៅក្រោមដែនកំណត់ពេលវេលាអតិបរមា Tmax និងធានាថាមានតែបែហោងធ្មែញពីរប៉ុណ្ណោះក្នុងមួយចម្រៀកត្រូវបានបំប៉ោង។ បន្ទាប់ពីនេះប្លោកនោមរបស់មនុស្សយន្តត្រូវបានបំប៉ោងដោយផ្អែកលើពេលវេលាដែលបានបញ្ជូន។ ក្រោយមក កាមេរ៉ាពីររបស់ប្រព័ន្ធចក្ខុវិស័យចាប់យករូបភាពដើម្បីកំណត់ទីតាំង និងការតំរង់ទិសនៃចុងបញ្ចប់របស់មនុស្សយន្ត។ ដំណើរការទាំងមូលនេះត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតសម្រាប់ចំនួនជាក់លាក់នៃការធ្វើម្តងទៀត ហើយនៅពេលបញ្ចប់ ទិន្នន័យដែលប្រមូលបានត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងសំណុំទិន្នន័យ

ព័ត៌មានអំពីពេលវេលាហើមត្រូវបានរក្សាទុកជាភាគរយ ជាមួយនឹងតម្លៃ 0 ដែលត្រូវគ្នានឹងសូន្យនៃការហើមនៃផ្នែកនោះ និង 100 ដែលត្រូវគ្នានឹង Tmax ដែលជាការហើមសម្រាប់ចំនួនអតិបរមានៃមីលីវិនាទីដែលបានកំណត់សម្រាប់វគ្គប្រមូលទិន្នន័យនេះ។ តម្លៃ Tmax នេះត្រូវបានរក្សាទុក រួមជាមួយនឹងតម្លៃនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ ដើម្បីអាចប្រៀបធៀបសំណុំទិន្នន័យផ្សេងៗគ្នា។ ហេតុផលសម្រាប់ការសរសេរកូដនេះគឺមកពីការខ្វះព័ត៌មាន ដែលជាអាទិភាពមួយលើអ្វីដែលជាសម្ពាធអតិបរមាដែលប្លោកនោម PAUL គាំទ្រ។ ទោះបីជាវាជាការពិតដែលវាត្រូវបានគេកំណត់ដោយពិសោធន៍ថាអតិផរណាលើសពី 1500 ms ក្នុងមួយជួរបាននាំឱ្យមានការវាយលុកក៏ដោយ ការអនុវត្តនៃពេលវេលាទាបក្នុងអំឡុងពេលចំនួនម្តងហើយម្តងទៀតនៃវដ្តក៏បានបង្កើតការលេចធ្លាយផងដែរ។ នៅលើមូលដ្ឋាននេះ វាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តថាមិនត្រូវបំប៉ោងសន្ទះបិទបើកណាមួយឡើយ ទោះក្នុងជំហានមួយ ឬច្រើនក៏ដោយ លើសពី 1000 ms ។

រួមជាមួយនឹងពេលវេលាអតិផរណានៃប្លោកនោមនីមួយៗ ទីតាំង និងការតំរង់ទិសដែលឈានដល់ដោយចុងចុងត្រូវបានរក្សាទុក ដោយផ្អែកលើការអានអង្គជំនុំជម្រះ។ ជាពិសេសទីតាំងនៃសញ្ញាសម្គាល់ពណ៌បៃតងនិងការតំរង់ទិសនៃ trihedron ត្រូវបានរក្សាទុក។ ក្រោយមកទៀតត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងមុំអយល័រព្រោះវាជាទម្រង់ផ្ទុកដ៏មានប្រសិទ្ធភាពជាងម៉ាទ្រីសបង្វិល។ លើសពីនេះ សំណុំទិន្នន័យក៏មានផ្ទុកទិន្នន័យមេតាពីដំណើរការប្រមូល ដែលត្រូវបានគេជឿថាមានឥទ្ធិពលលើលទ្ធផល ដូចជាសម្ពាធបន្ទាត់ pneumatic ឬសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ។

ទិដ្ឋភាពមួយចំនួននៃប្រព័ន្ធ pneumatic សមនឹងទទួលបានការយកចិត្តទុកដាក់។ ជាដំបូង អតិផរណាប្លោកនោម និងបរិត្តផរណា មិនមែនជាដំណើរការស៊ីមេទ្រីទេ។ ឧបសគ្គធរណីមាត្រនៅក្នុងសមាសធាតុ pneumatic បណ្តាលឱ្យមានអត្រាបរិត្តផរណាទាបជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអតិផរណា។ អាស្រ័យហេតុនេះ នៅពេលដែល PAUL ទទួលបានពេលវេលាបរិត្តផរណា វាគុណវាដោយកត្តាដែលបានមកពីជាក់ស្តែងប្រហែល 1.45 សម្រាប់សម្ពាធការងារ 1.2 bar ។ មេគុណនេះផ្តល់សំណងសម្រាប់ភាពខុសគ្នារវាងអតិផរណា និងពេលវេលាបរិត្តផរណានៃក្រុមឯកវចនៈនៃប្លោកនោម ដោយធានាថាពេលវេលាបរិត្តផរណាត្រូវនឹងពេលវេលាដែលត្រូវការដើម្បីឈានដល់ចំណុចអតិផរណាដូចគ្នា។

ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ទោះបីជាវាអាចធ្វើទៅបានតាមរាងកាយដើម្បីបំប៉ោងសន្ទះបិទបើកជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយក៏ដោយ វាត្រូវបានបង្ហាញថាការចែកចាយលំហូរប៉ារ៉ាឡែលនេះមានន័យថាការបំពេញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃសន្ទះបិទបើកនីមួយៗមិនដូចគ្នាទៅនឹងការបំប៉ោងដោយឡែកពីគ្នានោះទេ។ ដើម្បីទប់ស្កាត់បាតុភូតនេះ វាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តបំប៉ោងប្លោកនោមនីមួយៗជាលក្ខណៈបុគ្គល ទាំងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការទទួលទិន្នន័យ ហើយភ្លាមៗនោះនៅពេលដែល PAUL ត្រូវបានស្នើសុំឱ្យឈានដល់មុខតំណែងជាក់លាក់។

ទីបំផុតមានបាតុភូត hysteresis នៅក្នុងស៊ីលីកូនដែលបណ្តាលឱ្យទីតាំងឈានដល់ដោយការបំប៉ោងមួយរយៈពេល t ខុសពីទីតាំងដែលបានឈានដល់ដោយការបំប៉ោងដំបូងសម្រាប់ពេលមួយ t1 ហើយបន្ទាប់មកសម្រាប់ពេលមួយ t2 = t − t1 ។ យុទ្ធសាស្រ្តដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះគឺដើម្បីចាប់យកសំណុំទិន្នន័យដែលនាំ PAUL ត្រឡប់ទៅទីតាំងសូន្យរបស់វាវិញរវាងគំរូនីមួយៗ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលគ្រប់គ្រងមនុស្សយន្តនៅក្នុងរង្វិលជុំបើកចំហ វាមិនអាចទៅរួច ឬយ៉ាងហោចណាស់ក៏មិនមែនជាការចង់បានដែរ ព្រោះមនុស្សម្នាក់ប្រហែលជាចង់ដើរតាមគន្លង ឬធ្វើដំណើរតាមលំដាប់ពិន្ទុ។ ដូច្នេះ ការផ្លាស់ប្តូរពីទីតាំង x1 ទៅ x2 ទាមទារកត្តាបន្ថែមនៃ 1.2 ដែលត្រូវបានយកមកពិសោធន៍ផងដែរ ដើម្បីកំណត់ផលប៉ះពាល់ hysteresis ។

4.4 ការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបើកចំហ

នៅពេលដែលសំណុំទិន្នន័យត្រូវបានបង្កើត វាអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីយកគំរូតាមឥរិយាបថរបស់ PAUL សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបើកចំហ។ វាត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាខ្សែអនាគត ដើម្បីបណ្តុះបណ្តាលបណ្តាញសរសៃប្រសាទសម្រាប់ kinematics ផ្ទាល់ និងមួយផ្សេងទៀតសម្រាប់ kinematics បញ្ច្រាស។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារចំនួនទិន្នន័យច្រើនដែលអាចត្រូវបានទាមទារ (ក្នុង [62] 24389 គំរូត្រូវបានប្រើសម្រាប់មនុស្សយន្តបីផ្នែកដូចមួយនេះ) វិធីសាស្ត្ររកមើលតារាងត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការងារនេះ។

វិធីសាស្រ្តសម្រាប់ kinematics ផ្ទាល់ – ដែលអនុញ្ញាតឱ្យទទួលបានទីតាំង និងការតំរង់ទិសនៃចុងបញ្ចប់ចុងក្រោយនៃមនុស្សយន្តពីពេលវេលាអតិផរណានៃប្លោកនោមទាំងប្រាំបួន – រួមមានការស្វែងរក នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យដែលបានបង្កើតក្នុងជំហានមុន តម្លៃអតិផរណាចំនួនបីដែលមានទីតាំងនៅចម្ងាយខ្លីជាងពីពេលវេលាអតិផរណាដែលបានផ្តល់ជាឯកសារយោង។ ជាក់ស្តែង ប្រសិនបើសំណុំនៃអតិផរណាដែលស្វែងរកមាននៅក្នុងតារាងនោះ តម្លៃដែលភ្ជាប់ជាមួយនឹងពេលវេលាទាំងនេះនឹងត្រូវបានត្រឡប់មកវិញជាលទ្ធផលនៃគំរូ kinematic ផ្ទាល់។ បើមិនដូច្នេះទេ មធ្យមនៃទីតាំង និងតម្លៃតំរង់ទិសដែលភ្ជាប់ជាមួយនឹងដងអតិផរណាដែលនៅជិតបំផុតទាំងបី ដែលថ្លឹងថ្លែងដោយចម្ងាយ (បទដ្ឋាន Euclidean) ដែលមានស្រាប់រវាងពួកវានីមួយៗ និងតម្លៃនៃពេលវេលាអតិផរណាយោង ត្រូវបានត្រឡប់ជាទីតាំង និងតម្លៃតំរង់ទិសរបស់រ៉ូបូត។

ជាមួយពួកគេ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីគណនាទីតាំងដែលត្រឡប់ដោយគំរូ kinematic ផ្ទាល់ដោយប្រើកន្សោម: