LT6572B - Robot manipulator with electroreal suspension - Google Patents
Robot manipulator with electroreal suspension Download PDFInfo
- Publication number
- LT6572B LT6572B LT2017508A LT2017508A LT6572B LT 6572 B LT6572 B LT 6572B LT 2017508 A LT2017508 A LT 2017508A LT 2017508 A LT2017508 A LT 2017508A LT 6572 B LT6572 B LT 6572B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- robot
- electrodes
- suspension
- phase
- cos
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Išradimo sritisField of the Invention
Įrenginys priklauso mechatroninių sistemų ir robototechnikos sritims ir skirtas straublio tipo robotų manipuliatoriams, turintiems padidintą laisvumo laipsnių skaičių ir įgalinantiems griebtą pasiekti sunkiai prieinamas vietas.The device belongs to the field of mechatronic systems and robotics and is intended for robot-type robot manipulators with increased degrees of freedom and enabling access to hard-to-reach areas.
Technikos lygisState of the art
Šiuo metu yra žinomi keletas technikos sprendimų bei patentų, kuriuose panaudotos lanksčios žarnos ir kintamo slėgio bangų generatorius, pavyzdžiui, Lietuvos patentas 5243B (paskelbtas 2005 liepos 25d.) „CHIRURGINIS ENDOSKOPAS SU KINTAMO SLĖGIO MANIPULIATORIUMI“ (išradėjai Kazimieras Juzėnas ir kt., pareiškėjas Kauno technologijos universitetas). Chirurginis endoskopas su kintamo slėgio manipuliatoriumi yra sudarytas iš kintamo slėgio bangų generatoriaus, lanksčių elementų, kuriuos deformuoja vidinio korpuso ertmėse kintantis slėgis. Šios ertmės korpuse yra sujungtos su kintamos slėgio bangų perdavimo linijomis. Slėgio bangų fazė φ kiekvienoje linijoje skiriasi 120 laipsnių.At present, several technical solutions and patents are known which use flexible hoses and variable pressure wave generator, for example, Lithuanian patent 5243B (published July 25, 2005) "SURGICAL ENDOSCOPE WITH VARIABLE PRESSURE MANIPULATOR" (inventor Kazimieras Juzėnas et al., Kaunas). University of Technology). A surgical endoscope with a variable pressure manipulator is made up of a variable pressure wave generator, a flexible element deformed by a change in pressure in the inner body cavities. These cavities in the housing are connected to alternating pressure wave transmission lines. The pressure wave phase φ varies by 120 degrees on each line.
Žinomas JAV patentas US 9492930 B2 (paskelbtas 2016 lapkričio 15d.), kuriame naudojamos specialios skerspjūvio formos elastiniai vamzdeliai, išlinkstantys padavus į juos suspaustą orą arba skystį pagal iš anksto užduotą dėsnį, konkrečiai judesio trajektorijai atlikti.Known U.S. Patent No. 9,492,930 B2 (issued November 15, 2016), which utilizes special cross-sectional elastic tubes that bend to provide compressed air or fluid according to a predetermined law to perform a particular trajectory of motion.
Abiejų prototipų trūkumai: norint formuoti sudėtingą endoskopo ar roboto griebto trajektoriją, reikia paduoti orą ar skystį į kelis vamzdelius, sujungtus nuosekliai, kas padidina konstrukcijos sudėtingumą bei gamybos kaštus.Disadvantages of both prototypes: To form a complex trajectory of an endoscope or robot, it is necessary to feed air or fluid into multiple tubes connected in series, which increases the complexity of the structure and the cost of production.
Šiuo aprašymu pateikiamas naujas straublio tipo roboto manipuliatorius su elektroreologine suspensija neturi klasikinių elektros variklių, yra paprastos mechaninės konstrukcijos, lengvas, jo laisvumo laipsnių skaičius priklauso tik nuo prijungiamų prie įtampos šaltinio elektrodų skaičiaus.The present invention describes a novel robot-type robot manipulator with electro-rheological suspension, which has no classical electric motors, is of simple mechanical design, is lightweight, and its number of degrees of freedom depends only on the number of electrodes connected to the voltage source.
Svarbu paminėti, kad naudojant naujos konstrukcijos straublio tipo roboto manipuliatorių su elektroreologine suspensija, griebto trajektorijų formavimas realizuojamas taikant specialią programinę įrangą, valdančią laike elastinio vamzdelio laisvumo laipsnių skaičių, išjungiant ir prijungiant įtampą prie konkrečių elektrodų.It is important to note that with the new design of a robot-type robot manipulator with electro-suspension suspension, the formation of trapped trajectories is accomplished by the use of special software that controls the number of times the elastic tube is freed by switching off and applying voltage to specific electrodes.
Trumpas išradimo aprašymasBrief Description of the Invention
Išradimo tikslas - straublio tipo robotų konstrukcijos supaprastinimas, manipuliavimo mechanizmo gamybos supaprastinimas ir gamybos kainos sumažinimas, taip pat funkcinių galimybių išplėtimas - t.y. galimų realizuoti griebto konfigūracijų skaičiaus padidinimas.The object of the invention is to simplify the construction of the robot type robot, to simplify the production of the manipulation mechanism and to reduce the production cost, as well as to expand the functional capabilities - i.e. increasing the number of configurations that can be implemented.
Išradimas pagrįstas trijų fazių oro ar skysčio slėgio padavimu į 3-jų išilginių kamerų elastinį vamzdį, kurio išorinis paviršius padengtas elektrodais, ir kuris yra kitame elastiniame vamzdyje su įžemintu elektrodu jo vidiniame paviršiuje. Tarpelis tarp elektrodų, kur geriausias tarpelio dydis yra Δ = 0,1...0,2mm, yra užpildytas elektroreologine suspensija, o nuo elektrodų skaičiaus priklauso roboto laisvumo laipsnių skaičius. Roboto manipuliatoriaus judesio parametrai yra valdomi keičiant elektroreologinės suspensijos klampį, išjungiant įtampą nuo konkrečių elektrodų, o nuo įtampos išjungimo trukmės bei slėgio vamzdyje fazės įtampos išjungimo momentu, priklauso griebto judesio trajektorija ir griebto erdvinis kampas.The invention is based on applying a three-phase pressure of air or liquid to an elastic tube of a 3 longitudinal chamber, the outer surface of which is covered with electrodes, and which is contained in another elastic tube with a grounded electrode on its inner surface. The gap between the electrodes, where the best gap size is Δ = 0.1 ... 0.2mm, is filled with electro-rheological suspension, and the number of electrodes depends on the number of degrees of freedom of the robot. The motion parameters of the robot manipulator are controlled by varying the viscosity of the electrorheological suspension, by switching off the voltage at specific electrodes, and by the time the voltage is switched off and the phase pressure in the tube at the time of voltage switching.
Kintamo slėgio šaltinyje generuojami oro ar skysčio slėgiai: pi (t) = Po + P cos ωί; p2 (t) = Po + P cos (ωί + 12(f); p3 (t) = Po + P cos (ωί + 240°), su besiskiriančia kas 12CP faze tarp jų slėgių.Air or liquid pressures are generated at a variable pressure source: pi (t) = Po + P cos ωί; p 2 (t) = P o + P cos (ωί + 12 (f); p 3 (t) = P o + P cos (ωί + 240 °), with alternating every 12CP phase between their pressures.
Išsamus išradimo aprašymas paveiksle pavaizduota straublio tipo roboto manipuliatoriaus su elektroreologine suspensija konstrukcijos struktūrinė schema ir elektrinio valdymo schema (Pav.la - supaprastintas variantas su trimis straublio išlenkimo zonomis; Pav.lb - roboto elastinių vamzdelių skerspjūvis).DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The figure shows a schematic diagram of a construction of a robot-type robot manipulator with electrorheological suspension and an electrical control scheme (Fig. 1a is a simplified version with three bending zones of the stem; Fig. 11b is a cross-section of robot elastic tubes).
Straublio tipo robotą su elektroreologine suspensija konstrukciją ir valdymo sistemą sudaro :1) - 3-jų kintamų slėgių fazių pi (t), P2 (t), p3 (t) suspausto oro ar skysčio šaltinis; (2) - straublio tipo manipuliatorius; (3) - griebtas; (4) - išorinis elastinis vamzdelis su suformuotais elektrodais jo vidiniame paviršiuje; (5) - vidinis elastinis vamzdelis, turintis 3 vidines išilgines kameras, ertmes (6), (7), (8), suformuotas taikant išilgines pertvaras (9), ant vamzdelio išorinio paviršiaus suformuoti elektrodai; (10)- storio Δ (Δ = 0.1...0,2mm) elektroreologinės suspensijos sluoksnelis (galima panaudoti ir suspensiją su milžinišku elektroreologijos efektu, angį. Giant ERF effect); (11)- kintamo slėgio valdymo blokas, (12) - aukštos įtampos šaltinis; (13) - valdymo blokas, reguliuojantis aukštos įtampos atjungimą/prijungimą prie elektrodų ir taip užtikrinantis griebto trajektoriją (x(i), y(t), z(t), φχ(ί), φγ(ί), φζ(ί)}, kurią valdo blokas (14). Kad užtikrinti tarpelio Δ stabilumą ir išorinių (4) bei vidinių (5) elastinių vamzdelių koncentriškumą, tarp jų yra patalpintas tinklelio pavidalo tarpinis elementas, kurio storis yra Δ. (Pav. 1b neparodytas).The design and control system of an elbow-type robot with electrorheological suspension consists of: 1) - a source of compressed air or liquid for the three variable pressure phases pi (t), P2 (t), p 3 (t); (2) - Stalk type manipulator; (3) - seized; (4) - an external elastic tube with formed electrodes on its inner surface; (5) - an inner elastic tube having 3 inner longitudinal chambers, cavities (6), (7), (8) formed by applying longitudinal partitions (9), electrodes formed on the outer surface of the tube; (10) - Thick layer Δ (Δ = 0.1 ... 0.2mm) of electrorheological suspension (Giant ERF effect suspension can also be used); (11) - variable pressure control unit, (12) - high voltage source; (13) - Control unit for controlling high-voltage disconnection / connection to electrodes, thereby providing a trapped path (x (i), y (t), z (t), φ χ (ί), φ γ (ί), φ ζ (ί)}, which is controlled by the block (14) .To ensure the stability of the gap Δ and the concentricity of the outer (4) and inner (5) elastic tubes, a mesh spacer Δ is inserted between them (Fig. 1b not shown). ).
paveiksle pavaizduotas į straublio tipo roboto manipuliatorių su elektroreologine suspensija paduodamų kintamų slėgių pi (t), P2 (t), P3 (t) ir įtampos šaltinių U, ryšys.Figure 1A shows the relationship between the alternating pressures pi (t), P2 (t), P3 (t) and voltage sources U supplied to the oscillator-type robot manipulator with an electrorheological suspension.
Veikiant straublio tipo roboto manipuliatoriui su elektroreologine suspensija, pradinėje padėtyje visi elektrodai yra prijungti prie aukštos įtampos šaltinio ir elektroreologinės suspensijos klampis yra maksimalus, todėl 3-jų kintamų slėgių fazių pi (t), p2 (t), P3 (t) suspausto oro ar skysčio šaltinis neiššaukia didesnių elastinio vamzdelio deformacijų. Laiko momentu y, trumpam laikui β, atjungus įtampą nuo elektrodų /-elektrodų zonoje (Pav.2), ši elastinio vamzdelio dalis deformuojasi ir griebtas užima naują padėtį, apibrėžiamą y, ir β,. Po pilno suspausto oro ciklo periodo 2π/ω griebtas užima naują padėtį ir t.t. Valdant y ir β,, i = 1,2,3 dydžius, gaunama norima griebto trajektorija.In the case of a trigger-type robot manipulator with electrorheological suspension, in the initial position all electrodes are connected to a high voltage source and the viscosity of the electrorheological suspension is maximized, resulting in compressed air or compressed air of three alternating phases pi (t), p2 (t), P3 (t). the source of fluid does not cause greater deformation of the elastic tube. At time y, for a short period of time β, when the voltage is applied to the electrodes / electrodes in the area (Fig. 2), this part of the elastic tube is deformed and the pinch takes up a new position defined by y and β ,. After a complete compressed air cycle, the 2π / ω grab takes on a new position and so on. Controlling the values of y and β ,, i = 1,2,3 gives the desired trajectory.
Palyginus su artimiausiu analogu, šis naujas straublio tipo roboto manipuliatorius su elektroreologine suspensija, žymiai supaprastina robotų konstrukcijas, supaprastina ir atpigina manipuliavimo mechanizmo gamybą ir išplečia funkcines galimybes, t.y. padidina galimų realizuoti griebto konfigūracijų skaičių.Compared to its closest counterpart, this new trigger-type robot manipulator with electro-suspension suspension greatly simplifies robot construction, simplifies and lowers the production of manipulation mechanism, and extends functional capabilities, i.e. increases the number of available snail configurations.
Trumpas brėžinių aprašymasBrief description of the drawings
Išradimas paaiškintas paveiksluose:The invention is explained in the figures:
Pav.1 - yra pateikta straublio tipo roboto manipuliatoriaus su elektroreologine suspensija struktūrinė schema ir elektrinio valdymo schema (Pav. 1a - supaprastintas variantas su trimis straublio išlenkimo zonomis; Pav. 1b - roboto elastinių vamzdelių skerspjūvis);Fig. 1 is a schematic diagram of a robot-type robot manipulator with electrorheological suspension and an electric control diagram (Fig. 1a is a simplified version with three bending zones of the stem; Fig. 1b is a cross-section of the robot's elastic tubes);
Pav.2 - yra pateiktas į straublio tipo roboto manipuliatorių su elektroreologine suspensija paduodamų kintamų slėgių pi (t), P2 (t), P3 (t) ir įtampos šaltinių (7, ryšys.Figure 2 shows the relationship between the alternating pressures pi (t), P2 (t), P3 (t), and voltage sources (7) supplied to a robot-type robot manipulator with an electro-suspension.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2017508A LT6572B (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Robot manipulator with electroreal suspension |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2017508A LT6572B (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Robot manipulator with electroreal suspension |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2017508A LT2017508A (en) | 2018-11-26 |
| LT6572B true LT6572B (en) | 2018-12-27 |
Family
ID=64328863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2017508A LT6572B (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Robot manipulator with electroreal suspension |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6572B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT5243B (en) | 2003-07-03 | 2005-07-25 | Kauno technologijos universitetas | Manipulator |
| US9492930B2 (en) | 2013-10-18 | 2016-11-15 | President And Fellows Of Harvard College | Mechanically programmed soft actuators with conforming sleeves |
-
2017
- 2017-04-28 LT LT2017508A patent/LT6572B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT5243B (en) | 2003-07-03 | 2005-07-25 | Kauno technologijos universitetas | Manipulator |
| US9492930B2 (en) | 2013-10-18 | 2016-11-15 | President And Fellows Of Harvard College | Mechanically programmed soft actuators with conforming sleeves |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2017508A (en) | 2018-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marchese et al. | Design and control of a soft and continuously deformable 2d robotic manipulation system | |
| US20200130202A1 (en) | Earthworm-like motion of soft bodied structure | |
| CN108466276A (en) | A kind of multifreedom motion finger and preparation method thereof based on elastomer soft material | |
| Lim et al. | Pneumatic robot based on inchworm motion for small diameter pipe inspection | |
| Yamaguchi et al. | A robot hand using electro-conjugate fluid | |
| CN113427469A (en) | Variable-rigidity software actuator system and control method | |
| WO2016123050A1 (en) | Piston limit sensing for fluid application | |
| LT6572B (en) | Robot manipulator with electroreal suspension | |
| CN105849037A (en) | Tube type ozone generator | |
| WO2010070907A1 (en) | Polymer actuator, and valve and shaft sealing structure using same | |
| Wang et al. | Analysis and application of a rolled dielectric elastomer actuator with two degrees of freedom | |
| Wang et al. | A modular approach to design multi-channel bistable valves for integrated pneumatically-driven soft robots via 3D-printing | |
| CN203779517U (en) | Pneumatic rotary-stretching type flexible joint | |
| KR101509402B1 (en) | Artificial muscle fiber using dielectric elastomer | |
| CN109108958A (en) | A kind of folding type flexible bending execution mechanism and its application | |
| Takemura et al. | A micro artificial muscle actuator using electro-conjugate fluid | |
| JP2017101809A (en) | Artificial muscle | |
| CN106163673B (en) | Taic coating device | |
| CN105873856A (en) | Tube-type ozone generation device | |
| JP5982570B2 (en) | Carbon coating cleaning method and apparatus | |
| US20240141877A1 (en) | Osmotic energy transfer devices and methods | |
| Pratap et al. | Wall climbing robot using soft robotics | |
| RU2015147914A (en) | DEVICE FOR ELECTROSTATIC SPRAYING OF THE COATING PRODUCT AND METHOD OF CONTROL OF THE GENERATOR FOR POWER SUPPLY TO THE HIGH-VOLTAGE UNIT IN SUCH DEVICE | |
| Zhao et al. | Soft Grabbing Robots Driven by Electrohydrodynamic Fiber Pumps | |
| CN115674177A (en) | Multi-degree-of-freedom mechanical arm and robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20181126 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20181227 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20190428 |