Σχεδιασμός, κατασκευή και έλεγχος βασισμένος στην παθητική δυναμική δίποδου υποεπενεργούμενου ρομπότ

Σχεδιασμός, κατασκευή και έλεγχος βασισμένος στην παθητική δυναμική δίποδου υποεπενεργούμενου ρομπότ (EL)

Σιμάτος, Οδυσσέας (EL)

Simatos, Odysseas (EN)

Παπαδόπουλος, Ευάγγελος (EL)

ntua (EL)

Αντωνιάδης, Ιωάννης (EL)

Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος (EL)

bachelorThesis

2021-09-03T09:09:40Z

2021-03-17

Η μελέτη του δίποδου περπατήματος αποτελεί ένα πολύ σημαντικό αντικείμενο έρευνας τόσο για τη βελτίωση των ανθρωπόμορφων ρομπότ όσο και για την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων για το ανθρώπινο περπάτημα. Έχει αναπτυχθεί πλήθος διαφορετικών δίποδων ρομπότ, κάθε ένα από τα οποία στοχεύει στη μοντελοποίηση και τη μελέτη κάποιου χαρακτηριστικού του ανθρώπινου περπατήματος. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας παρουσιάζεται ένα παθητικό ρομπότ που εκτελεί ευσταθή βηματισμό σε επίπεδο με κλίση υπό την επίδραση της βαρύτητας και ανακτώντας ενέργεια με ελαστικά στοιχεία που βρίσκονται τοποθετημένα στα σκέλη του. Με αφετηρία το παθητικό μοντέλο αναπτύσσεται ένα νέο ενεργητικό με την προσθήκη κινητήρων στα πόδια και ενός επιπλέον τμήματος, που παίζει το ρόλο του αντιβάρου για εξισσορόπηση της διαφοράς των ροπών των κινητήρων. Για το νέο μοντέλο αναπτύσσεται και πλήρης αναλυτική περιγραφή. Το ενεργητικό ρομπότ εκμεταλλεύεται την παθητική δυναμική και εκτελεί βηματισμό σε επίπεδα με διαφορετικές κλίσεις, με ελάχιστη κατανάλωση ισχύος. Στη συνέχεια, δημιουργούνται προσομοιώσεις σε λογισμικά MATLAB και MSC Adams για τον έλεγχο της εγκυρότητας της μαθηματικής ανάλυσης των μοντέλων. Επιπλέον, μέσω των προσομοιώσεων επιλέγονται οι τελικές τιμές των σχεδιαστικών παραμέτρων του αντιβάρου για την επίτευξη ευσταθούς βάδισης, με όσο το δυνατόν μεγαλύτερο εύρος λειτουργίας και μικρότερη κατανάλωση ισχύος. Τις προσομοιώσεις ακολουθεί η κατασκευή του αντιβάρου, η επιλογή του κατάλληλου συστήματος επενέργησης και ο σχεδιασμός του ηλεκτρονικού συστήματος, το οποίο λαμβάνει τα δεδομένα του πειράματος και εφαρμόζει το νόμο ελέγχου. Η κατασκευή και η συναρμολόγηση πραγματοποιείται στα μηχανήματα του Εργαστηρίου Αυτομάτου Ελέγχου του ΕΜΠ. Τέλος, γίνονται τα πειράματα του περπατήματος σε ειδικά διαμορφωμένο δάπεδο εξαιτίας της απουσίας γονάτων στο μοντέλο. Από τα πειράματα καταγράφονται τα αποτελέσματα της βάδισης, συγκρίνονται με αυτά των προσομοιώσεων και προκύπτουν ορισμένα συμπεράσματα για τα δίποδα ρομπότ και τη δυναμική του βαδίσματός τους. (EL)

Δίποδο ρομπότ (EL)

Ρομποτική (EL)

Περπάτημα με επενέργηση (EL)

Παθητική δυναμική (EL)

Passive walking (EN)

Biped robot (EN)

Legged robot (EN)

Underactuated robot (EN)

Robotics (EN)

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου και Ρυθμίσεως Μηχανών και Εγκαταστάσεων (EL)

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Ψηφιακό Αποθετήριο της Κεντρικής Βιβλιοθήκης του ΕΜΠ | Dspace@NTUA

Κεντρική Βιβλιοθήκη Ε.Μ.Π.

Ιδρυματικό Αποθετήριο

Διπλωματικές Εργασίες