Konstrukcija robotske ruke s pneumatskim mišićima kao aktuatorima

završni rad

• Autor: Srečko Herceg
• Mentor: Željko Šitum (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2007-09-26, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

Rad se bavi analiziranjem pneumatskih mišića kao aktuatora u pneumatici. Pneumatski mišić vrlo je specifičan aktuator čija je primjena još uvijek rijetka zbog nemogućnosti precizne regulacije. Kako pneumatski mišići posjeduju niz prednosti kao što su mala masa, povoljan omjer mase i sile koju mogu proizvesti, lakoća održavanja i dr., omogućena im je primjena u robotskim sustavima antropoidne strukture odnosno humanoidnim robotima. Sve više se primjenjuju i u industrijskoj automatici, međutim, za rašireniju primjenu nužno je savladavanje njihovih negativnih svojstava kao što je npr. nelinearno dinamičko ponašanje. \Na početku se razmatra princip rada mišića koji je važan za daljnju analizu, posebno kod modeliranja i regulacije. Kada se u mišić dovodi zrak, njegova membrana se širi u radijalnom smjeru, a u isto vrijeme se skuplja u aksijalnom smjeru izazivajući vlačnu silu. Spominje se i McKibbenov mišić koji se može smatrati pretečom današnjih umjetnih pneumatskih mišića. Treće poglavlje bavi se konstrukcijom, a na kraju i izradom jednostavnog pneumatskog manipulatora koji koristi dva pneumatska mišića kao aktuatore, čijim se gibanjem preko prijenosnika gibanja prenosi sila, odnosno moment pomoću kojeg se zakreće rukam anipulatora s ugrađenom prihvatnicom. četvrto poglavlje uključuje stvaranje modela pneumatskog mišića koji je korišten u simulaciji. Da bi model bio donekle zadovoljavajući u obzir su uzeti određeni parametri dobiveni eksperimentalnim putem. Treba naglasiti da model koji bi točno opisivao cijeli ovaj sustav može zahtijevati složen postupak analize i sinteze. U petom poglavlju razmatra se regulacija kuta zakreta poluge manipulatora primjenom P,PID, odnosno PI regulatora. Regulacija je moguća, međutim, zbog oscilatornog ponašanja mišića u radu kao i nedovoljno točnog dinamičkog modela sustava, ona je otežana.Za izvedbu regulacijskih algoritama korišteni su programski paketi Matlab i Simulink, te program Matlab – Real Time Workshop koji omogućuje dobivanje izvršne verzije upravljačkog algoritma direktno iz modela načinjenog u Simulinku a koji se može koristiti na samom realnom procesu. Pri tome se upravljački algoritam izvodi u realnom vremenu. Na taj način se jako skraćuje vrijeme kreiranja i naknadnog editiranja algoritma regulacije.

• Ključne riječi: pneumatski manipulator; pneumatski mišić; humanoidni roboti; industrijska automatika; McKibben-ov mišić; dinamički model; regulacija
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:350839
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (univ. bacc. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-05-21 13:23:42