Відмінності між версіями «Побутовий робот»
Germans (обговорення • внесок) (→Побутовий робот-помічник Care-O-Bot) |
Germans (обговорення • внесок) (→Основні завдання побутових роботів:) |
||
| (Не показано 15 проміжних версій цього користувача) | |||
| Рядок 1: | Рядок 1: | ||
| − | ''' | + | '''Побутовий робот''' - це автоматична машина, що складається з маніпулятора і пристроїв програмного управління його рухом, призначена для заміни людини при виконанні основних і допоміжних операцій у виробничих процесах. Призначений для захоплення і переміщення побутових речей, для полегшення життя людям з вадами опорно-рухового апарату. |
| − | + | [[Файл:1.png|200px|thumb|right|Класифікація роботів - маніпуляторів]] | |
| + | ''На сьогоднішній день побутові роботи не надто поширені, однак є всі підстави припускати широке їх поширення в найближчому майбутньому. Це полегшить життя не лише людям з обмеженими можливостями, для яких в першу чергу були спроектовані такі системи, а й усім решту.'' | ||
== Побутові роботи бувають: == | == Побутові роботи бувають: == | ||
| Рядок 15: | Рядок 16: | ||
*відкривання і закривання дверей при переміщенні по будинку; | *відкривання і закривання дверей при переміщенні по будинку; | ||
*маніпулювання об'єктами складною і іноді заздалегідь невідомої форми, наприклад посудом на кухні або речами в кімнатах; | *маніпулювання об'єктами складною і іноді заздалегідь невідомої форми, наприклад посудом на кухні або речами в кімнатах; | ||
| − | *активна взаємодія з людиною на природній мові і прийняття команд в загальній формі. | + | *активна взаємодія з людиною на природній мові і прийняття команд в загальній формі; |
| + | *прибирання в будинку; | ||
| + | *миття посуди; | ||
| + | *миття вікон (наприклад: Window Washing Robot – побутовий робот «спайдермен» для миття вікон). | ||
[[Файл:2.png|200px|thumb|right|Побутовий робот-помічник STAIR]] | [[Файл:2.png|200px|thumb|right|Побутовий робот-помічник STAIR]] | ||
| Рядок 35: | Рядок 39: | ||
Численні датчики допомагають йому переміщатися по будинку, обходячи перешкоди. Але головний секрет в незвичайних кінцівках, які як з'ясувалося, до найдрібніших подробиць імітують рухи людини. В даний час ведеться робота для здійснення ідеального балансу. Команда вчених сподівається, що вже незабаром робот зможе похвалитися ходьбою, присіданням і навіть кроками з боку в бік. Можливо, з такими технологіями у літніх людей буде більше часу і можливостей для відпочинку. | Численні датчики допомагають йому переміщатися по будинку, обходячи перешкоди. Але головний секрет в незвичайних кінцівках, які як з'ясувалося, до найдрібніших подробиць імітують рухи людини. В даний час ведеться робота для здійснення ідеального балансу. Команда вчених сподівається, що вже незабаром робот зможе похвалитися ходьбою, присіданням і навіть кроками з боку в бік. Можливо, з такими технологіями у літніх людей буде більше часу і можливостей для відпочинку. | ||
[[Файл:4.png|200px|thumb|right|Розрахункова схема трьох ланкового механізму]] | [[Файл:4.png|200px|thumb|right|Розрахункова схема трьох ланкового механізму]] | ||
| − | [[Файл:5.png|200px|thumb| | + | [[Файл:5.png|200px|thumb|left|Загальний вид робота - помічника]] |
| − | == | + | == Конструкція побутового робота - помічника == |
Маніпулятор робота за своїм функціональним призначенням повинен забезпечувати рух вихідної ланки і, закріпленого в ньому, об'єкта маніпулювання в просторі по заданій траєкторії і з заданою орієнтацією. Для повного виконання цієї вимоги основний механізм важеля маніпулятора повинен мати не менше шести степеней вільності, причому рух по кожній з них має бути керованим. Робот з шістьма степенями вільності є складною автоматичною системою. Ця система складна як у виготовленні, так і в експлуатації. Тому в реальних конструкціях роботів часто використовуються механізми з числом подвижностей менше шести. Найбільш прості маніпулятори мають три, рідше дві, степені вільності. Такі маніпулятори значно дешевше у виготовленні та експлуатації, але висувають специфічні вимоги до організації робочого середовища. | Маніпулятор робота за своїм функціональним призначенням повинен забезпечувати рух вихідної ланки і, закріпленого в ньому, об'єкта маніпулювання в просторі по заданій траєкторії і з заданою орієнтацією. Для повного виконання цієї вимоги основний механізм важеля маніпулятора повинен мати не менше шести степеней вільності, причому рух по кожній з них має бути керованим. Робот з шістьма степенями вільності є складною автоматичною системою. Ця система складна як у виготовленні, так і в експлуатації. Тому в реальних конструкціях роботів часто використовуються механізми з числом подвижностей менше шести. Найбільш прості маніпулятори мають три, рідше дві, степені вільності. Такі маніпулятори значно дешевше у виготовленні та експлуатації, але висувають специфічні вимоги до організації робочого середовища. | ||
Модель маніпулятора складена на основі аналізу існуючих конструкцій побутових роботів. Основним режимом роботи маніпулятора є безперервне стеження за об'єктом. | Модель маніпулятора складена на основі аналізу існуючих конструкцій побутових роботів. Основним режимом роботи маніпулятора є безперервне стеження за об'єктом. | ||
Таким чином, завдання данної роботи полягає в аналітичному рішення прямої та зворотної задачі кінематики у вигляді, придатному для алгоритмічного опису та написання керуючої програми, виконання якої відбувається в режимі реального часу, вкладається в проміжки між отриманими даних про об'єкт від відеокамери. | Таким чином, завдання данної роботи полягає в аналітичному рішення прямої та зворотної задачі кінематики у вигляді, придатному для алгоритмічного опису та написання керуючої програми, виконання якої відбувається в режимі реального часу, вкладається в проміжки між отриманими даних про об'єкт від відеокамери. | ||
В роботі розглядається трьох ланковий механізм [4], ланки 1-3 якого зєднані між собою приводами обертового руху 4-6. Положення ланок визначається кутами φ1, φ2, φ3. Зі сторони курпуса на ланку 1 діє момент М10, зі сторони ланки 1 на ланку 2 діє момент М12, зі сторони ланки 2 на ланку 1 діє момент М21, зі сторони ланки 2 на ланку 3 діє момент М23, зі сторони ланки 3, в свою чергу, на ланку 2 діє момент М32. Окрім того на ланки механізма діють сили ваги, які в загальному випадку направлені під деяким кутом α до вибраної системи координат.Нехай в початковому положені ланки 1, 2 та 3 знаходяться під кутами φ1, φ2 та φ3 . Ланка 1 здійснює обертовий рух під дією системи моментів, і його положення в любий момент часу визначається кутом φ1, при цьому протягом руху ланки 1 данка 2 здійснює плоско-паралельний рух, обертова складова якого задається кутом φ2, ланка 3 рухається також плоско-паралельно, і його обертання задається кутом φ3. | В роботі розглядається трьох ланковий механізм [4], ланки 1-3 якого зєднані між собою приводами обертового руху 4-6. Положення ланок визначається кутами φ1, φ2, φ3. Зі сторони курпуса на ланку 1 діє момент М10, зі сторони ланки 1 на ланку 2 діє момент М12, зі сторони ланки 2 на ланку 1 діє момент М21, зі сторони ланки 2 на ланку 3 діє момент М23, зі сторони ланки 3, в свою чергу, на ланку 2 діє момент М32. Окрім того на ланки механізма діють сили ваги, які в загальному випадку направлені під деяким кутом α до вибраної системи координат.Нехай в початковому положені ланки 1, 2 та 3 знаходяться під кутами φ1, φ2 та φ3 . Ланка 1 здійснює обертовий рух під дією системи моментів, і його положення в любий момент часу визначається кутом φ1, при цьому протягом руху ланки 1 данка 2 здійснює плоско-паралельний рух, обертова складова якого задається кутом φ2, ланка 3 рухається також плоско-паралельно, і його обертання задається кутом φ3. | ||
| − | Механіка робота - маніпулятора | + | Механіка робота - маніпулятора реалізована у вигляді 3-х ланок (2-4), поворотньої платформи (1) та захватного механізму на кінці (5). Усі деталі виготовлені із органічного скла, що забезпечує порівняно невелику вагу конструкції. Для кріплення деталей між собою, передбачені певні пази. |
| + | [[Файл:155.png|200px|thumb|left|ШІМ – управління серводвигунами]] | ||
| + | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ||
| + | Уся конструкція робота – маніпулятора приводиться в рух за допомогою сервоприводів (серви) обертання HXT, що складаються з двигуна, редуктора і системи управління. Встановлюються валом відразу на вісь обертання ланок. Інтерфейс управління: ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) по положенню. Шпаруватість імпульсу визначає цільове положення вихідного вала, діапазон ~ 1000-2000мкс, ці значення відповідають крайнім положенням вала, значення 1500мкс відповідає середньому положенню. Рекомендована частота ШІМ 50 Гц. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | == Посилання == | ||
| + | #Курсова робота "Побутовий робот-помічник" - http://knowledge.allbest.ru/manufacture/2c0a65635a3ac69b4d53b88421216d27_0.html | ||
| + | #http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82_(%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F) | ||
| + | #Хомченко В.Г., Соломин Ю.В., Робототехнические системы. - ОмГТУ, 2008.-162 с.: ил. | ||
| + | #Механика промышленных роботов: Под ред. К.В. Фролова, Е.И. | ||
| + | #Шахинпур М. Курс робототехники. - М.: Мир, 1990. - 527 с. | ||
| + | #Фу К., Гонсале Р., Ли К. Робототехника. - М.: Мир, 1989. - 624 с. | ||
| + | #Манипуляционные системы роботов / Под ред. А.И. Корендясева - М.: Машиностроение, 1989. - 472 с. | ||
Поточна версія на 16:19, 8 травня 2014
Побутовий робот - це автоматична машина, що складається з маніпулятора і пристроїв програмного управління його рухом, призначена для заміни людини при виконанні основних і допоміжних операцій у виробничих процесах. Призначений для захоплення і переміщення побутових речей, для полегшення життя людям з вадами опорно-рухового апарату.
На сьогоднішній день побутові роботи не надто поширені, однак є всі підстави припускати широке їх поширення в найближчому майбутньому. Це полегшить життя не лише людям з обмеженими можливостями, для яких в першу чергу були спроектовані такі системи, а й усім решту.
Зміст
Побутові роботи бувають:
- програмні;
- адаптивні;
- інтелектуальні.
- виробничі, або технологічні - для основних операцій технологічних процесів;
- підйомно - транспортні, або допоміжні , що виконують дії типу «взяти - перенести - покласти» ;
- універсальні - для різних операцій.
Основні завдання побутових роботів:
- орієнтація і переміщення в обмеженому просторі з мінливою обстановкою (предмети в будинку можуть змінювати своє місце розташування);
- відкривання і закривання дверей при переміщенні по будинку;
- маніпулювання об'єктами складною і іноді заздалегідь невідомої форми, наприклад посудом на кухні або речами в кімнатах;
- активна взаємодія з людиною на природній мові і прийняття команд в загальній формі;
- прибирання в будинку;
- миття посуди;
- миття вікон (наприклад: Window Washing Robot – побутовий робот «спайдермен» для миття вікон).
Побутовий робот-помічник STAIR
У 2008 році вченими Стенфордського університету був розробрений побутовий робот-помічник STAIR, що самостійно знаходить двері і відкриває їх. На сьогоднішній момент робот розуміє голосові команди типу «Принеси степлер», самостійно знаходить степлер серед інших предметів у приміщенні, бере його маніпулятором і приносить людині, котрий віддав команду. Це робить новий алгоритм, який дозволяє впізнавати знайомі особливості в незнайомих об'єктах і вибирати правильний спосіб захоплення.
Робот-помічник PR2 (Personal Robot 2)
Учені з Каліфорнійського університету в Берклі (UC Berkeley) створили робота-помічника PR2 (Personal Robot 2) та впершев світі навчили робота взаємодії з деформованими об'єктами. Як не дивно, але тільки зараз вдалося навчити машину працювати з м'якими і, головне, легко і непередбачувано міняють форму предметами. Ця робототехнічна платформа покликана допомогти дослідникам в тому, щоб не йти по складному і дорогому шляху створення робота з нуля, а зосередити свої зусилля на ще невирішені проблеми. Робот демонструє свої можливості: самостійно знаходить, відкриває і закриває двері, закладає і дістає посуд у посудомийну машину, а коли рівень заряду батареї стає занадто низьким, самостійно вставляє штекер в розетку. Також робот може виконувати і досить тонку роботу, наприклад, перегортати сторінки звичайної книги.
Побутовий робот-помічник Care-O-Bot
Робот здатний виконувати такі функуії як: переміщення по кімнаті, обїзд перешкод, відкривання дверей, розпізнавання та захоплення речей. Розробники з токійського університету «Information and Robot Technology» вже відомі своїми проектами в галузі робототехніки. Тепер же вони мають намір розробляти рішення для старіючого суспільства Японії, а саме роботів- помічників по будинку. Вже була представлена перша напрацювання людиноподібного робота , який міг би виконувати нескладну роботу по типу «подай- принеси-прибери». Численні датчики допомагають йому переміщатися по будинку, обходячи перешкоди. Але головний секрет в незвичайних кінцівках, які як з'ясувалося, до найдрібніших подробиць імітують рухи людини. В даний час ведеться робота для здійснення ідеального балансу. Команда вчених сподівається, що вже незабаром робот зможе похвалитися ходьбою, присіданням і навіть кроками з боку в бік. Можливо, з такими технологіями у літніх людей буде більше часу і можливостей для відпочинку.
Конструкція побутового робота - помічника
Маніпулятор робота за своїм функціональним призначенням повинен забезпечувати рух вихідної ланки і, закріпленого в ньому, об'єкта маніпулювання в просторі по заданій траєкторії і з заданою орієнтацією. Для повного виконання цієї вимоги основний механізм важеля маніпулятора повинен мати не менше шести степеней вільності, причому рух по кожній з них має бути керованим. Робот з шістьма степенями вільності є складною автоматичною системою. Ця система складна як у виготовленні, так і в експлуатації. Тому в реальних конструкціях роботів часто використовуються механізми з числом подвижностей менше шести. Найбільш прості маніпулятори мають три, рідше дві, степені вільності. Такі маніпулятори значно дешевше у виготовленні та експлуатації, але висувають специфічні вимоги до організації робочого середовища. Модель маніпулятора складена на основі аналізу існуючих конструкцій побутових роботів. Основним режимом роботи маніпулятора є безперервне стеження за об'єктом. Таким чином, завдання данної роботи полягає в аналітичному рішення прямої та зворотної задачі кінематики у вигляді, придатному для алгоритмічного опису та написання керуючої програми, виконання якої відбувається в режимі реального часу, вкладається в проміжки між отриманими даних про об'єкт від відеокамери. В роботі розглядається трьох ланковий механізм [4], ланки 1-3 якого зєднані між собою приводами обертового руху 4-6. Положення ланок визначається кутами φ1, φ2, φ3. Зі сторони курпуса на ланку 1 діє момент М10, зі сторони ланки 1 на ланку 2 діє момент М12, зі сторони ланки 2 на ланку 1 діє момент М21, зі сторони ланки 2 на ланку 3 діє момент М23, зі сторони ланки 3, в свою чергу, на ланку 2 діє момент М32. Окрім того на ланки механізма діють сили ваги, які в загальному випадку направлені під деяким кутом α до вибраної системи координат.Нехай в початковому положені ланки 1, 2 та 3 знаходяться під кутами φ1, φ2 та φ3 . Ланка 1 здійснює обертовий рух під дією системи моментів, і його положення в любий момент часу визначається кутом φ1, при цьому протягом руху ланки 1 данка 2 здійснює плоско-паралельний рух, обертова складова якого задається кутом φ2, ланка 3 рухається також плоско-паралельно, і його обертання задається кутом φ3. Механіка робота - маніпулятора реалізована у вигляді 3-х ланок (2-4), поворотньої платформи (1) та захватного механізму на кінці (5). Усі деталі виготовлені із органічного скла, що забезпечує порівняно невелику вагу конструкції. Для кріплення деталей між собою, передбачені певні пази.
Уся конструкція робота – маніпулятора приводиться в рух за допомогою сервоприводів (серви) обертання HXT, що складаються з двигуна, редуктора і системи управління. Встановлюються валом відразу на вісь обертання ланок. Інтерфейс управління: ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) по положенню. Шпаруватість імпульсу визначає цільове положення вихідного вала, діапазон ~ 1000-2000мкс, ці значення відповідають крайнім положенням вала, значення 1500мкс відповідає середньому положенню. Рекомендована частота ШІМ 50 Гц.
Посилання
- Курсова робота "Побутовий робот-помічник" - http://knowledge.allbest.ru/manufacture/2c0a65635a3ac69b4d53b88421216d27_0.html
- http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82_(%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F)
- Хомченко В.Г., Соломин Ю.В., Робототехнические системы. - ОмГТУ, 2008.-162 с.: ил.
- Механика промышленных роботов: Под ред. К.В. Фролова, Е.И.
- Шахинпур М. Курс робототехники. - М.: Мир, 1990. - 527 с.
- Фу К., Гонсале Р., Ли К. Робототехника. - М.: Мир, 1989. - 624 с.
- Манипуляционные системы роботов / Под ред. А.И. Корендясева - М.: Машиностроение, 1989. - 472 с.
