Computed torque control of a 2-RR planar parallel robot // Control por par calculado de un robot paralelo planar 2-RR
DOI:
https://doi.org/10.15665/rp.v15i2.1111Palabras clave:
dinámica paralela, control de robots, mecanismo 5 barras, robot 2D-5RResumen
Se presentan el diseño, la construcción y el control de un mecanismo plano de cinco eslabones con cinco juntas de revoluta y dos grados de libertad. Se implementó el control por par calculado en el espacio articular para lograr una trayectoria deseada. Se desarrolló la cinemática de posición y de velocidad, tanto directa como inversa, y únicamente la cinemática inversa de aceleración como parámetro requerido en la ley de control. El enfoque escogido para este robot paralelo es ventajoso puesto que permite obtener una ecuación dinámica similar al modelamiento convencional de robots seriales, lo cual facilita la implementación de técnicas de control no lineal. La validez del enfoque planteado y la funcionalidad del controlador se verifican experimentalmente mediante la generación de una trayectoria circular por el efector. A pesar de la concordancia entre la simulación y los resultados experimentales, se sugiere como futuro trabajo el cambio en la estrategia de control para compensar efectos no modelados del sistema.
Citas
O. Vinogradov, Fundamentals of kinematics and dynamics
of machines and mechanisms. USA: CRC Press, 2000.
J. Uicker, G. Pennock, J. Shigley, Theory of machines
and mechanisms. USA: Oxford University Press, 2010.
R. Norton, Design of machinery: an introduction to the
synthesis and analysis of mechanisms and machines. New
York: McGraw-Hill, 2011.
M. Stanisic, “Mechanisms and Machines: Kinematics,
Dynamics, and Synthesis”. USA: Cengage Learning,
B. Seth, S. Vaddi. “Programmable Function Generators–
i: Base Five-Bar Mechanism”, Mechanism and Machine
Theory, 38(4), 321–330, 2003.
H. Zhou, K. Ting, “Path Generation with Singularity
Avoidance for Five-Bar Slider-Crank Parallel Manipulators”,
Mechanism and Machine Theory, 40(3), 371–384,
J. Kim, “Task Based Kinematic Design of a Two DOF
Manipulator with a Parallelogram Five-Bar Link Mechanism”,
Mechatronics, 16(6), 323–329, 2006.
P. Ouyang, Q. Li, W. Zhang, L. Guo, “Design, Modeling
and Control of a Hybrid Machine System”, Mechatronics,
(10), 1197–1217, 2004.
S. Nahavandi, M. Uddin, M. Saadat, H. Trinh, “Heavy
Tools Manipulation by Low Powered Direct-Drive
Five-Bar Parallel Robot”, Mechanism and Machine
Theory, 43(11), 1450–1461, 2008.
H. Giberti, S. Cinquemani, S. Ambrosetti, “5R
-DOF Parallel Kinematic Manipulator: A Multidisciplinary
Test Case in Mechatronics”, Mechatronics, 23(8),
– 959, 2013.
H. Krebs, M. Ferraro, S. Buerger, M. Newbery, A.
Makiyama, M. Sandmann, D. Lynch, B. Volpe, N. Hogan,
“Rehabilitation Robotics: Pilot Trial of a Spatial
Extension for Mit-Manus”, Neuroengineering and Rehabilitation,
(5), 1-15, 2004.
M. Villarreal, C. Cruz, J. Álvarez, E. Portilla, “Differential
Evolution Techniques for the Structure Control
Design of a Five-Bar Parallel Robot”, Engineering Optimization,
(6), 535–565, 2010.
A. Joubair, M. Slamani, I. Bonev, “Kinematic Calibration
of a Five-Bar Planar Parallel Robot Using all
Working Modes”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing,
(4), 15–25, 2013.
QUANSER. 2-DOF robot. 2014. Fecha de Consulta:
Julio 7, 2015. URL: http://www.quanser.com/
Products/2dof_robot.
A. Figielski, I. Bonev, P. Bigras. (2007, Oct.).
Towards development of a 2-DOF planar parallel robot
with optimal workspace use. Presented at IEEE
Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics-ISIC,
Montreal, Canada.
L. Campos, F. Bourbonnais, I. Bonev, P. Bigras.
(2010, Aug.). Development of a five-bar parallel robot
with large workspace. Presented at ASME International
Design Engineering Technical Conferences and
Computers and Information in Engineering Conference,
Montreal, Canada.
F. Bourbonnais, P. Bigras, I. Bonev, “Minimum-
Time Trajectory Planning and Control of a Pick-and-
Place Five-Bar Parallel Robot”, IEEE/ASME Trans. on
Mechatronics, 20(2), 740-749, 2015.
F. Wu, W. Zhang, Q. Li, P. Ouyang, Z. Zhou, “Control
of Hybrid Machines with 2-DOF for Trajectory
Tracking Problems”, IEEE Trans. on Control Systems Technology,
(2), 338–342, 2005.
L. Cheng, Y. Lin, Z.G. Hou, M. Tan, J. Huang, W.
Zhang, “Adaptive Tracking Control of Hybrid Machines:
A Closed-Chain Five-Bar Mechanism Case”, IEEE/
ASME Trans. on Mechatronics, 16(6), 1155–1163, 2011.
L. Cheng, Z. Hou, M. Tan, W. Zhang, “Tracking
Control of a Closed-Chain Five-Bar Robot with Two
DOF by Integration of an Approximation-Based Approach
and Mechanical Design”, Systems, Man, and
Cybernetics, Part B: IEEE Trans. on Cybernetics, 42(5),
–1479, 2012.
B. Zi, J. Cao, Z. Zhu, “Dynamic Simulation of Hybrid-
Driven Planar Five-Bar Parallel Mechanism based
on Simmechanics and Tracking Control”, Int. J. of Advanced
Robotic Systems, 8(4), 28–33, 2011.
H. Yu, “Modeling and Control of Hybrid Machine
Systems: A Five-Bar Mechanism Case”, International
Journal of Automation and Computing, 3(3), 235–243, 2006.
A. Peidró, A. Gil, J. Marín, O. Reinoso, “A Web-
Based Tool to Analyze the Kinematics and Singularities
of Parallel Robots”, Intelligent & Robotic Systems, 81(1),
–163, 2015.
S. Karande, P. Nataraj, P. Gandhi, M. Deshpande.
(2009, Feb.). Control of parallel flexible five-bar manipulator
using QFT. Presented at IEEE Int. Conf. on Industrial
Technology-ICIT, Gippsland, Australia.
K. Stachera, F. Schreiber, W. Schumacher. 2011.
“Modeling, control, and evaluation of an experimental
adaptronic five-bar robot”. In: D. Schütz and F. Wahl
(Eds.). “Robotic systems for handling and assembly”,
, 125-142. Berlin: Springer Tracts in Advanced Robotics,
E. Yime, R. Saltaren, J. Díaz. (2010, Jun.). Robust
adaptive control of the Stewart-Gough robot in the task
space”. Presented at American Control Conference-
ACC. Baltimore, United States.
E. Yime, R. Saltaren, C. García, J. Sabater, “Robot
Based on Task-Space Dynamical Model”, Control Theory
Applications, 5(18), 2111–2119, 2011.
J. Slotine, W. Li, Applied nonlinear control. USA:
Prentice Hall, 1991.
B. Siciliano, O. Khatib, Springer handbook of Robotics.
USA: Springer International Publishing. 2008.
Pengutronix. “Real Time Kernel: Linux community
distribution”. 2016. Fecha de Consulta: Junio 28, 2016.
URL: http://debian.pengutronix.de/.
L. Fu and R. Schwebel. “RT-Preempt Patch”. 2014.
Fecha de Consulta: junio 28, 2016. URL: https://rt.wiki.
kernel.org/index.php/RT PREEMPT HOWTO.
Descargas
Archivos adicionales
Publicado
Número
Sección
Licencia
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as ceden los derechos de autor y dan a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
Instrucciones para el llenado de la Certificación de Originalidad y la Cesión de Derechos de Autor.
- Haga click aquí y baje el formulario de Certificación de Originalidad y la Cesión de Derechos de Autor.
- En cada uno de los campos para rellenar haga click y complete lo correspondiente.
- Una vez llenos los campos, copie al final su firma escaneada o firma digital. Favor ajustar el tamaño de la firma en el formulario.
- Finalmente, lo puede guardar como pdf y enviarlo a través de la palataforma OJS, como archivo complementario.
Si tiene dudas contáctenos, por favor.
