Báo cáo khoa học: Điều khiển Tele-manipulator

iện nay trên thế giới, hầu hết các vần đề tương tác giữa con người và các môi trường nguy hiểm, độc hại, lây nhiễm hoặc vô trùng đều được giải quyết bằng kỹ thuật robot. Trong đó, một trong những giải pháp mang tính khả thi, ổn định và trực quan nhất là kỹ thuật Tele-Manipulator. Bằng cách sử dụng tay máy tương tự để ghi nhận các chuyển động và hành vi của người điều khiển trong môi trường an toàn, sau đó truyền các thông số này qua mạng LAN cho tay máy chính thực hiện...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học:Điều khiển Tele-manipulator T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 ĐI U KHI N TELE-MANIPULATOR T Di p Công Thành Trư ng Đ i h c Bách Khoa, ĐHQG-HCM (Bài nh n ngày 01 tháng 06 năm 2010, hoàn ch nh s a ch a ngày 27 tháng 10 năm 2010) TÓM T T: Hi n nay trên th gi i, h u h t các v n ñ tương tác gi a con ngư i và các môi trư ng nguy hi m, ñ c h i, lây nhi m ho c vô trùng ñ u ñư c gi i quy t b ng k thu t robot. Trong ñó, m t trong nh ng gi i pháp mang tính kh thi, n ñ nh và tr c quan nh t là k thu t Tele-Manipulator. B ng cách s d ng tay máy tương t ñ ghi nh n các chuy n ñ ng và hành vi c a ngư i ñi u khi n trong môi trư ng an toàn, sau ñó truy n các thông s này qua m ng LAN cho tay máy chính th c hi n ñúng theo hành vi c a ngư i ñi u khi n trong môi trư ng ñ c h i và nguy hi m ho c vô trùng là hư ng nghiên c u ñ xu t trong bài báo này. T khoá: Tele-Manipulator, m ng LAN, ñi u khi n. Năm 1898, Nikola Tesla ñã ñưa ra mô hình 1.GI I THI U thuy n ñi u khi n b ng sóng radio ñ u tiên Tele-Manipulator (TM) là h th ng ñư c NewYork thì ñ n nay TM ñã có l ch s phát ñi u khi n t xa g m 2 cánh tay máy: master và tri n hơn m t th k [1]. H th ng TM th c s slave. Tay máy slave s ñư c ñi u khi n ñ th c ñ u tiên d ng master - slave ñư c ch t o là m t hi n các chuy n ñ ng gi ng h t như tay máy cơ c u thu n cơ khí ñư c R.Goertz phát thi n master. Đ th c hi n ñi u khi n này, tay máy vào cu i năm 1940 t i Phòng thí nghi m qu c ñư c con ngư i ñi u khi n. Các master s gia Argone [2]. Năm 1954, R.Goertz phát tri n chuy n ñ ng mong mu n c a con ngư i s h th ng thao tác ñi n cơ ñ u tiên v i b ñi u ñư c tay máy master ghi nh n b ng các c m khi n servo. V i s phát tri n c a k thu t ngày bi n ño góc chuy n ñ ng. Và các giá tr này s càng hi n ñ i thì h th ng TM xu t hi n trong ñư c truy n qua vi m ch ñi n t ghi nh n, x lý nhi u lĩnh v c ph c v hi u qu nhi u cho con và g i ñ n b ñi u khi n tay máy slave. ngư i như: tay máy ph u thu t t xa trong y t Tay máy slave hay còn g i là tay máy th c [3], cánh tay dò tìm ch t n trong qu c phòng, thi th c hi n các chuy n ñ ng theo cánh tay tay máy trên các tàu thám hi m, chinh ph c master. S chuy n ñ ng này th c hi n t c th i không gian [4], tay máy g p ch t ñ t h t nhân d a vào các giá tr chuy n ñ ng mà tay máy trong công nghi p ñi n nguyên t , tay máy trên master ghi nh n ñư c. Thông thư ng các giá tr các tàu l n nghiên c u ñáy bi n [5], v.v… này ñư c truy n qua t xa b ng nhi u phương Đ th c thi ñi u khi n TM cũng như kh pháp khác nhau như: m ng Lan, internet, sóng năng giám sát và ñáp ng th i gian th c, m t s vô tuy n v.v...nên toàn b h th ng tay máy và nghiên c u liên quan ñ n thu t toán và mô hình ñi u khi n ñư c g i là Tele-Manipulator. B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 5 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 ñi u khi n h th ng ñư c trình bày như: ñi u master ñư c ñi u khi n b i con ngư i và tay khi n thích nghi s d ng thu t toán ñi u khi n máy slave th c thi các chuy n ñ ng b t chư c trư t ñư c trình bày b i Platon [6], k thu t theo tay máy master. Các thông s v chuy n gi m th i gian truy n qua m ng trong ñi u ñ ng c a tay máy master ñư c ghi nh n b i các khi n TM ñư c ñ ngh b i Lee [7], Sano ñ encoder (Omron E6C-CWZ1C 1000R/P) và g i xu t k thu t bù th i gian tr trong ñi u khi n ñ n máy tính 1 (Pentum IV 2.4 Ghz) thông qua TM [8], Towhidkhah v i mô hình hoá và ñi u các m ch vi x lý h tr (DSPIC-2010). Máy khi n tuyên ñoán [9], và ñi u khi n trơ v i s tính 1 truy n các thông tin này qua m ng LAN tr ng u nhiên c a th i gian ñư c ñ xu t b i ñ n máy tính 2 (Pentum IV 2.4 Ghz). Sau ñó máy tính 2 th c hi n các gi i thu t ñi u khi n Prokopiou [10], v.v… c n thi t ñ ñi u khi n hành vi c a tay máy Trong ph m vi gi i h n c a bài báo, thu t slave s d ng ñ ng cơ DC (Hitachi DC Motor toán t thay ñ i h th ng ñi u khi n PID theo 24VDC, h p gi m t c 15 l n, ñĩa xung hư ng tính toán c a m ng th n kinh nhân t o 100xung/vòng) sao cho ñáp ng ñúng v i các ñư c ñ xu t ñ ñi u khi n tay máy 3 b c t do ...