دکتر محمد دوستی زاده نشریه علمی-تخصصی دستاوردهای نوین در برق،کامپیوتر و فناوری 2 4 2022 09 22 Programmable independent operation and closed-loop control of a soft robotic table for simultaneous manipulation of multiple objects برنامه‌ریزی شده مستقل عملیاتی و کنترل حلقه بسته شده یک میز رباتیک نرم برای دستکاری چند شی بصورت همزمان 113 128 10.22051/jera.2021.31891.2698 FA محمدرضا کارشناسی ارشد، مهندسی برق، دانشکده مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج 2022 08 28 This paper presents the design, development and validation of a closed-loop control system for a soft robotic table. A soft table can simultaneously provide independent manipulation of multiple objects, which is an advantage over traditional devices such as robotic arms and conveyor belt systems. This table also allows for the inherent smooth handling of delicate objects. In order to implement the automation tasks, a vision feedback system and an operation controller are developed and integrated into the existing desk prototype to form a closed-loop control. The vision feedback system implements image processing techniques to identify the object position from captured images. The operational controller is integrated from three sets of algorithms including motion planning, stimulus selection and stimulation planning. Two sets of tests were conducted to validate the closed loop system and the soft table capability. The first set confirms the manipulative task of moving an object to a desired location with independent planning and execution. The second set confirms the table's ability to manipulate multiple objects simultaneously and independently. Videos of both tests have been prepared. Attention experts - a soft robotic table has been developed for manipulating delicate objects on a surface. This table is intended for automatic sorting tasks in an industrial environment. Multiple objects placed on the table surface can be simultaneously and independently moved and oriented on the horizontal XY plane. The deformable surface of the table allows smooth manipulation of delicate objects. These are advantages over existing manipulators such as robotic arms and conveyor belt systems. Based on previous experiments, it was found that open-loop control is inefficient for performing automation tasks due to the variability in the motion of objects with soft interactions. To solve this problem, a closed-loop control system for independent object manipulation has been developed, and its detailed design and implementation are presented in this paper. A vision feedback system and a controller are developed to form the proposed closed-loop control. Two sets of experiments involving routine manipulation tasks were performed. It has been proven that the control system is effective in controlling the uncertainty in the object movements and the automatic manipulation of the object by the soft robotic table. The performance of this control system can be improved by better predicting both the deformations on the table surface and the resulting object movements. Placing deformable sensors on the surface of the table is a potential method to achieve such an improvement, and this issue can be explored in future work. در این مقاله، طراحی، توسعه و اعتبار سنجی یک سیستم کنترل حلقه بسته را برای یک میز روباتیک نرم ارائه می‌دهد. میز نرم می‌تواند به طور همزمان دستکاری مستقلی را برای اشیا چندگانه فراهم کند، که مزیتی نسبت به دستگاه‌های سنتی مانند بازوهای رباتیک و سیستم‌های تسمه‌نقاله است. این میز همچنین امکان دستکاری نرم ذاتی برای اشیا ظریف را فراهم می‌کند. به منظور اجرای وظایف اتوماسیون، یک سیستم بازخورد بینایی و یک کنترل‌کننده عملیاتی توسعه داده می‌شوند و در نمونه اولیه میز موجود ادغام می‌شوند تا یک کنترل حلقه بسته را تشکیل دهند. سیستم بازخورد بینایی تکنیک‌های پردازش تصویر را برای شناسایی موقعیت شی از تصاویر گرفته‌شده پیاده‌سازی می‌کند. کنترل‌کننده عملیاتی از سه مجموعه الگوریتم شامل برنامه‌ریزی حرکت، انتخاب محرک و برنامه‌ریزی تحریک ادغام شده‌است. دو مجموعه آزمایش برای اعتبار سنجی سیستم حلقه بسته و قابلیت میز نرم انجام شد. مجموعه اول، کار دستکاری انتقال یک شی به مکان مورد نظر با برنامه‌ریزی و اجرای مستقل را تایید می‌کند. مجموعه دوم توانایی میز برای دستکاری همزمان و مستقل چندین شی را تایید می‌کند. ویدیوهایی از هر دو آزمایش تهیه شده‌است. توجه به متخصصان - یک میز روباتیک نرم برای دستکاری اشیا ظریف بر روی یک سطح توسعه داده شده‌است. این میز برای وظایف دسته‌بندی خودکار در یک محیط صنعتی در نظر گرفته شده‌است. چندین شی قرار داده‌شده بر روی سطح میز را می توان به طور همزمان و به طور مستقل انتقال داد و بر روی صفحه افقی XY جهت داد. سطح تغییر شکل پذیر میز ، امکان دستکاری نرم را برای اشیا ظریف فراهم می‌آورد. اینها مزایایی نسبت به دستکاری‌های موجود مانند بازوهای رباتیکی و سیستم‌های تسمه‌نقاله هستند. براساس آزمایش‌ها انجام‌شده قبلی، مشخص شد که کنترل حلقه باز برای اجرای وظایف اتوماسیون به دلیل تغییرپذیری در حرکت اشیا با تعاملات نرم، ناکارآمد است. برای حل این مشکل، یک سیستم کنترل حلقه بسته برای دستکاری شی مستقل توسعه داده شده‌است و طراحی و پیاده‌سازی دقیق آن در این مقاله ارائه شده‌است. یک سیستم بازخورد بینایی و یک کنترلر برای تشکیل کنترل حلقه بسته پیشنهادی توسعه داده شده‌اند. دو مجموعه از آزمایش‌ها شامل وظایف دستکاری معمول انجام شد. ثابت شده‌است که سیستم کنترل در کنترل عدم قطعیت در حرکات شی و دستکاری خودکار شی توسط میز رباتیک نرم موثر است. عملکرد این سیستم کنترل را می توان با پیش‌بینی بهتر هر دو تغییر شکل روی سطح میز و حرکات شی حاصل بهبود بخشید. قرار دادن حسگرهای تغییر شکل پذیر در سطح میز یک روش بالقوه برای رسیدن به چنین بهبودی است و این موضوع می‌تواند در کارهای آینده مورد بررسی قرار گیرد. /downloadfilepdf/321063