témavezető: Szalay Tibor
helyszín (magyar oldal): BME Gyártástudomány és -technológia Tanszék helyszín rövidítés: GTT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
A 2000-es évektől kezdődően az ipari és szervizrobotikai alkalmazásokkal szemben megjelentek olyan műszaki igények, amelyek az egy vagy néhány robotkart tartalmazó teljesen aktuált, robotrendszereknél több szervoszabályozású robottengelyt tartalmaznak és mechanikai szempontból túlhatározottak. A szabályozásnak igen változatos kényszereket: pozíció, sebesség, erő-nyomaték, impedancia-admittancia, és hibridjeik, sőt ezen kényszerek közötti igen gyors váltást kell tudni kezelnie. Harmadik aspektusa a szabályozóknak, hogy környezeti interakció tisztán berendezés, tisztán humán, vagy kevert fizikai-humán környezet is lehet. Nagysokaságú szervotengely egyidejű szabályozását jelenleg vagy a tengelyek számára, vagy a kényszerek fajtájára nézve korlátozással valósítják meg mind az ipari, mind a szervizrobotikai rendszerekben.
b.) A kutatás célja
Nagysokaságú, de legalább húsz szervotengelyt tartalmazó robotrendszerek egyidejű, valósidejű szabályozásának elméleti és kísérleti vizsgálata. Az elméleti vizsgálat célja a hálózati topológiának, a jelvételező-jelképző-jelformáló-jelerősítő-jeltovábbító számítástechnikai erőforrásoknak és a kódolásuknak, különös tekintettel a nyílt forráskód alkalmazására, és a hálózati kommunikációnak valamint a valós időben egyidejűleg szabályozható tengelyek száma közötti összefüggés feltárása. A kísérleti vizsgálat célja a REHAROB Gyógytornáztató Berendezésen megvalósításra kerülő húsztengelyes szervoszabályozón igazolni az elméleti összefüggéseket.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. Irodalmi áttekintés, legalább tizenöt szervotengelyt tartalmazó robot rendszerek szabályozási módszereinek, az egyidejűség, és a valós idejűség kielégítési módszereinek és gyakorlati megvalósításának tanulmányozása, a számszerűsíthető jellemzők feltárása. A REHAROB Gyógytornáztó Berendezés egyidejű, valósidejű szabályozási módjainak: pozíció, sebesség, erő-nyomaték, impedancia-admittancia kiválasztása, a szabályozó előtervezése, szenzor környezet előtervezése. (időigény: kb. 12 hónap).
2. Nagysokaságú szervotengely szabályozási topológia, jelvételező-jelképző-jelformáló-jelerősítő-jeltovábbító számítási erőforrás, és kommunikációs protokoll kiválasztása, tervezése, kódolása. Modellépítés, kísérlettervezés és numerikus szimulálás. (időigény: kb. 12 hónap).
3. A kísérlettervben előállított, a numerikus szimulációban legteljesítőképesebb, végesszámú topológia, kommunikációs protokoll és szabályozási mód implementálása a REHAROB Gyógytornáztó Berendezés húsztengelyes robotszabályozóján. (időigény: kb. 12 hónap).
4. Szabályozási algoritmusok működtetése valós körülmények között (klinikai vizsgálat a REHAROB Gyógytornáztó Berendezésen). Határérték kísérletek végzése, az egyidejűség és valós idejűség kritériumok kielégítésének kísérleti igazolása. A jelvételező-jelképző-jelformáló-jelerősítő-jeltovábbító elemek szerepe a determinisztikus és valószínűségi egyidejűség anomáliákban. (időigény: kb. 12 hónap).
d.) A szükséges berendezések
A kísérleti eszköz a REHAROB Gyógytornáztató Berendezés. A húsztengelyes robotvezérlő építéséhez pályázati forrás OTKA és GINOP pályázatokból biztosított.
e.) Várható tudományos eredmények
Nagysokaságú szervotengelyt tartalmazó, változatos szabályozási kényszereket kielégítő, túlhatározott kollaboratív robotrendszer szabályozási egyidejűségének mélyebb megértése. Egy konkrét szervizrobotikai alkalmazásban nagysokaságú szervotengely egyidejű robosztus szabályozásának implementálása nyílt forráskódú környezetben.
f.) Irodalom
1. Marc G Carmichael, Dikai Liu, Kenneth J Waldron: A framework for singularity-robust manipulator control during physical human-robot interaction, The International Journal of Robotics Research, Vol 36, Issue 5-7, pp. 861 – 876 , 2017 https://doi.org/10.1177/0278364917698748
2. G. Zhong, Z. Shao, H. Deng and J. Ren: Precise Position Synchronous Control for Multi-Axis Servo Systems, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 64, N 5, pp. 3707-3717, doi={10.1109/TIE.2017.2652343},
3. 3. Y. h. Song, C. n. Cho, C. h. Lee and H. j. Kim: Performance test of EtherCAT servo driver for real-time synchronous control, Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Real-time Computing and Robotics (RCAR), July 14 to 18, 2017, Okinawa, Japan, pp: 623-626, doi={10.1109/RCAR.2017.8311932}
4. Lőrinczi Ottó Botond, Dr. Aradi Petra, Dr. Szalay Tibor: Force controlled grasping in a two finger robotic hand, International Conference on Innovative Technologies: IN-TECH 2012. Konferencia helye, ideje: Rijeka, Horvátország, 2012.09.26-2012.09.28. Rijeka: InTech, 2012. pp. 425-428.
5. Alpek Ferenc, Nagy Zoltán, Sallay Péter, Szalay Tibor, Szélig Károly, Tóth Katalin: Multisensor Technique for Increasing Intelligence of Assembly Robots, Robotics in Alpe-Adria Region. Konferencia helye, ideje: Krems, Ausztria, 2003.06.13-2003.06.15. Wien: Springer, pp. 138-142.
6. Szalay Tibor: Force control for robotized manufacturing operations, Annals of DAAAM for 2001 Konferencia helye, ideje: Jena, Németország, 2001.10.24-2001.10.27. Vienna: DAAAM International, 2001. pp. 479-480.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2019-10-12
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
