การควบคุมทางเดินของแขนหุ่นยนต์เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง

มนตรี บุญยะผลานันท์

dc.contributor.advisor	รัชทิน จันทร์เจริญ
dc.contributor.author	มนตรี บุญยะผลานันท์
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2020-07-09T08:59:58Z
dc.date.available	2020-07-09T08:59:58Z
dc.date.issued	2548
dc.identifier.isbn	9741437722
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66930
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2548	en_US
dc.description.abstract	งานวิทยานิพนธ์นี้เสนองานวิจัยเกี่ยวกับเทคนิคการควบคุมทางเดินของแขนหุ่นยนต์ ซึ่งสามารถทำงานที่มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม โดยติดตั้งอุปกรณ์ตรวจรู้เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง การควบคุมทางเดินของแขนหุ่นยนต์เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง ในเบื้องต้นทำการศึกษา รวบรวมและพัฒนาสมการทางคณิตศาสตร์ต่างๆ ของหุ่นยนต์แบบ 2-Link Planar Arm ที่มีองศาอิสระเท่ากับ 2 และหุ่นยนต์แบบ Articulated ที่มีองศาอิสระเท่ากับ 3 ซึ่งประกอบด้วย จลน์ศาสตร์ไปข้างหน้าและย้อนกลับ จาโคเบียนแรงและความเร็ว พลศาสตร์ไปข้างหน้าและย้อนกลับ หลังจากนั้นศึกษาการจำลองควบคุมหุ่นยนต์ทั้ง 2 แบบ บนเส้นทางเดินวงกลมและสี่เหลี่ยมบนระนาบเพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง โดยอาศัยเทคนิคการประมาณจาโคเบียนในขณะหุ่นยนต์เคลื่อนที่นำข้อมูลไปใช้ปรับแก้ไขเส้นทางเดินของหุ่นยนต์ในแกนอ้างอิงแบบข้อต่อโดยตรงด้วยระเบียบวิธีเกรเดียนโปรเจคชัน จากการพัฒนาและทดลองระบบควบคุมหุ่นยนต์ CRS Robot เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง โดยการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจรู้ในการรับรู้สถานะของสิ่งแวดล้อม ซึ่งการควบคุมหุ่นยนต์ CRS Robot ที่ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจรู้ตำแหน่งพิกัดใน 3 มิติ (Fastrak®) ให้เคลื่อนที่บนเส้นทางเดินวงกลมโดยนำข้อมูลสิ่งกีดขวางจากอุปกรณ์ตรวจรู้มาป้อนกลับ เพื่อเปรียบเทียบกับทางเดินอ้างอิงโดยตรง ค่าความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจะแปลงให้อยู่ในรูปของข้อต่อผ่านทางค่าผกผันจาโคเบียน (Inverse Jacobian) เพื่อปรับแก้ไขเส้นทางเดินใหม่ ส่วนการควบคุมแรงสัมผัสระหว่างปลายแขนหุ่นยนต์ CRS Robot กับพื้นเอียงที่มีผิวสัมผัสไม่แข็งเกร็งด้วยการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจรู้แรงในการนำข้อมูลแรงสัมผัสป้อนกลับไปยังระบบควบคุมแรงทางอ้อมแบบอินทิกรัลเพื่อควบคุมแรงสัมผัสให้มีค่าคงที่ตามต้องการ หลังจากนั้นทำการทดลองควบคุมแรงและตำแหน่งของหุ่นยนต์ CRS Robot เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวางพร้อมๆกัน ผลการทดลองควบคุมหุ่นยนต์ CRS Robot ที่ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจรู้แรงและอุปกรณ์ตรวจรู้ตำแหน่งพิกัดใน 3 มิติ (Fastrak®) แสดงให้เห็นถึงการออกแบบระบบควบคุมที่สามารถนำอุปกรณ์ต่างๆ มาใช้ในการประมวลผลร่วมกันได้ และระบบควบคุมสามารถควบคุมทางเดินของแขนหุ่นยนต์และควบคุมแรงสัมผัสเพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวางไปพร้อมกัน จึงสามารถนำระบบควบคุมดังกล่าวไปใช้กับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไปเพื่อให้สามารถทำงานปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
dc.description.abstractalternative	This research presents about the technique of the trajectory control of a robot arm which can interact with an environment by installing the sensors for the obstacle avoidance. Early study and develop Robot's Mathematical equations of 2-Link Planar Arm with 2 degrees of freedom and Articulated Model with 3 degrees of freedom which are composed of Forward and Inverse Kinematics, Force and Velocity Jacobian, Forward and Inverse Dynamics. After that Simulate circular and square trajectory control with obstacle avoidance by using the Jacobian Estimation Technique while Robot is moving to find modified trajectory of joint space control. This technique requires Gradient Projection method to adjust. Consequently develop the control system for experimenting with CRS Robot which is installed Force sensor and Local Positioning Sensor (Fastrak®) to know the status of the environment or obstacle. First scheme, The CRS Robot with Local Positioning Sensor (Fastrak®) bring its feedback (Obstacle distance) to compare with desire trajectory. An Error is converted to Joint space by Inverse Jacobian and to find modified trajectory. In part of Second scheme, The contact force controlling between End effector and non-rigid angular surface install force sensor to feedback for Integral of Implicit force control to control of the desired force. Then control both of two scheme to CRS Robot for obstacle avoidance. The result of controlling CRS Robot which is installed sensors show that the control design can compatible with any sensors and the control systems can control the trajectory of robot arm to avoid obstacle. Addition to the Controller can control the steady contact force on angular plate. So this method could be applied to use in any industrial robot for controlling to interact with the environment.
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	แขนกล	en_US
dc.subject	แขนกล -- การควบคุมอัตโนมัติ	en_US
dc.subject	หุ่นยนต์ -- การควบคุม	en_US
dc.subject	Manipulators (Mechanism)	en_US
dc.subject	Manipulators (Mechanism) -- Automatic control	en_US
dc.subject	Robots -- Control	en_US
dc.title	การควบคุมทางเดินของแขนหุ่นยนต์เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง	en_US
dc.title.alternative	The trajectory control of a robot arm for obstacle avoidance	en_US
dc.type	Thesis	en_US
dc.degree.name	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต	en_US
dc.degree.level	ปริญญาโท	en_US
dc.degree.discipline	วิศวกรรมเครื่องกล	en_US
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.email.advisor	Ratchatin.C@Chula.ac.th