Das zuverlässige und schonende Greifen ist ein Hauptanliegen bei der Entwicklung von neuartigen Greifvorrichtungen. Je größer die Kontaktfläche zwischen dem Greifer und dem Greifobjekt ist, desto schonender und zuverlässiger ist der Greifvorgang. Um dieses Ziel zu erreichen wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Untersuchungen zu adaptiven passiven Greifern durchgeführt. Ein neuer Forschungszweig im Bereich selbstadaptiver Greifer sind Greifer mit nachgiebigen blattfederartigen Greifelementen (Greiferfinger) Die Funktionsweise basiert auf dem elastischen Ausknicken der Greifelemente infolge einer translatorische Antriebsbewegung Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Verbesserung des Greifvorgangs, indem die Kontaktlänge zwischen den blattfederartigen Greiferfingern und dem zu greifenden Objekt deutlich erhöht wird. Um diese Aufgabenstellung zu lösen, muss eine geeignete Greifergeometrie für ein gegebenes Greifobjekt berechnet werden. Die gezielte Berechnung der erfoderlichen Greifergeometrie für ein bekanntes Greifobjekt ist nicht möglich. Daher wurde als Lösungsansatz die umkehrte Richtung gewählt. Für eine definierte Greifgeometrie wird die Gestalt des dazu passenden “idealen” Greifobjektes ermittelt und anschließend mit der Gestalt zu greifenden Objektes verglichen. Bei Gestaltabweichungen wird die Greifergeometrie iterative verändert, bis seine geeignete Greifergeometrie gefunden wurde. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird zunächst die Ermittlung des “idealen” Greifobjektes behandelt. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der für eine vorgegebene Greifergeometrie die Gestalt eines runden bzw. elliptischen Objektes ermittelt. Der Algorithmus verwendet als Eingabedaten die Biegelinien der elastisch ausgeknickten Greiffinger unter Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen. Als Ausgabedaten liefert der Algorithmus die Gestalt des passenden Greifobjektes zurück. Für quadratische bzw. rechteckige sowie für dreieckige Objekte wurden unterschiedliche Greifgeometrien untersucht. Außerdem wird für quadratische und rechteckige Objekte das Lösungskonzept für die Entwicklung eines weiteren Algorithmus beschrieben. In Kapitel 1 wird eine Klassifizierung von Greifern basierend auf der Anpassungsfähigkeit vorgestellt. In Kapitel 2 werden Lösungskonzepte, Modelle und Theorien vorgestellt. In Kapitel 3 werden Ablaufdiagramme der Algorithmen dargestellt. In Kapitel 4 wird die Entwicklung des Algorithmus für elliptische Objekte und deren Betriebsmodi beschrieben. In Kapitel 5 werden Greifgeometrien für quadratische bzw. Rechteckige sowie für dreieckige Objekte analysiert und die Ideen eines Algorithmus für quadratisch bzw. rechteckige Objekte beschrieben. In Kapitel 6 wird ein kurzer Überblick über die zukünftige Arbeiten. / Reliable and gentle gripping is a major concern in the development of new gripping devices. The larger contact surface between the gripper and the gripping object, the gentler and more reliable the gripping process. In order to achieve this goal, further investigations on adaptive passive grippers have been carried out in the recent decades. A new branch of research in the field of self-adaptive grippers are compliant leaf-spring-like gripping elements (gripper fingers). Its mode of operation is based on the elastic buckling of the gripping elements as a result of a translatory drive movement. The present work focuses on improving the gripping process by increasing significantly the contact length between the compliant leaf-spring-like gripper fingers and the object to be gripped. In order to solve this task, a suitable gripper geometry for a given gripping object should be calculated The specific calculation of the required gripper geometry for a known gripping object is not possible; therefore, this work aims in the opposite direction. For a defined gripping geometry, the shape of the matching “ideal” gripping object is determined and then compared with the desired object to be gripped. In case of a deviation in the size, the gripper geometry is iteratively changed until its suitable gripper geometry has been found. In the present work, the determination of the “ideal” gripping object is the first task to deal with. An algorithm has been developed to determine the shape of a round-elliptical object for a given gripper geometry. The algorithm uses as data input the bend lines of the compliant twogripper finger under different boundary conditions. As data output, the algorithm returns the shape of the matching gripping object. For square-rectangular and triangular objects, different gripping geometries have been investigated. Furthermore, for square-rectangular objects, solution concepts for the development of an algorithm is described. In chapter 1, a classification based on adaptability is presented. In chapter 2, solution concepts, models and theories involved are introduced. In chapter 3, process flow diagrams of the algorithms are presented. In chapter 4, the development of the algorithm for elliptical objects and its operation modes are described. In chapter 5, gripping geometries for square-rectangular and triangular objects are analysed and the ideas of an algorithm for square-rectangular objects are described. In chapter 6, a brief overview of the futur work is commented. / Tesis

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Automação). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor J. L. Martins de Carvalho

SILVA, J. L. N. Projeto e realização de controle fuzzy para manipulador industrial tipo SCARA e sua avaliação de desempenho à luz da norma ISO 9283. 2016. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-10-13T13:02:43Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlnsilva.pdf: 12042509 bytes, checksum: 3411f7bdd90201bc3852324669d48c69 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-11-01T13:46:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlnsilva.pdf: 12042509 bytes, checksum: 3411f7bdd90201bc3852324669d48c69 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T13:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jlnsilva.pdf: 12042509 bytes, checksum: 3411f7bdd90201bc3852324669d48c69 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 / This paper presents the retrofitting and evaluation of performance of an industrial manipulator SCARA. To achieve this objective was developed the mathematical modeling of the manipulator (Kinematics and Dynamics) and a theoretical study of the major controllers used in current industrial manipulators. The proposal controller of this paper is a controller of position based on fuzzy logic. A theoretical study of logic Fuzzy applied in robotics, controller design, development and stability analysis of the Fuzzy controller position is displayed. This controller is embedded in an industrial equipment PLC and SCADA system was developed to allow the operation and programming of the manipulator. Because it is an industrial manipulator performance evaluation was carried out in the ISO 9283 standard - "Manipulating Industrial Robots - Performance Criteria and Related Methods" used by manufacturers worldwide manufactures. Among the various criteria of the standard was adopted the accuracy of position and repeatability of position. The fuzzy controller presented as a result of their performance evaluation accuracy of 3.788 mm and position repeatability of 8.805 mm position. It is superior to conventional PID controller that presented accurate position 4.864 mm and repeatability position 13.232 mm. With the values of accuracy and repeatability presented the SCARA manipulator after retrofitting is able to execute tasks like parts manipulating, palletizing, steel foundry, collage, simple assembly and spot welding. / O presente trabalho apresenta o retrofitting e a avaliação de desempenho de um manipulador industrial tipo SCARA. Para atingir esse objetivo, foi desenvolvida a modelagem matemática do manipulador (Cinemática e Dinâmica) e um estudo teórico dos principais controladores utilizados nos atuais manipuladores industriais. A proposta de controlador deste trabalho é de um controlador de posição baseado em lógica Fuzzy. Diante disso, é apresentado um estudo teórico da lógica Fuzzy aplicada à robótica, ao projeto do controlador, desenvolvimento e análise de estabilidade do controlador Fuzzy de posição. Este controlador foi embarcado em um equipamento industrial tipo CLP e um sistema SCADA foi desenvolvido para permitir a operação e programação do manipulador. Por se tratar de um manipulador industrial, a avaliação de desempenho foi realizada à luz da norma ISO 9283 – “Manipulating Industrial Robots – Performance Criteria and Related Methods” utilizada pelos fabricantes mundiais de manipuladores. Dentre os vários critérios da norma, foi adotada a acurácia de posição e a repetibilidade de posição. O controlador Fuzzy apresentou como resultado de sua avaliação de desempenho acurácia de posição 3,788 mm e repetibilidade de posição 8,805 mm, sendo superior ao controlador convencional PID que apresentou acurácia de posição 4,864 e repetibilidade de posição 13,232 mm. Com os valores de acurácia e repetibilidade encontrados, o manipulador SCARA, após o retrofitting, está apto a executar tarefas de manipulação de peças, paletização, fundição, colagem, montagens simples e soldagem a ponto.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-11-07T16:15:43Z No. of bitstreams: 1 2014_MuriloMarquesMarinho.pdf: 5816186 bytes, checksum: ec44c636461f6008a9cf6c9710515696 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-10T16:25:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_MuriloMarquesMarinho.pdf: 5816186 bytes, checksum: ec44c636461f6008a9cf6c9710515696 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-10T16:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_MuriloMarquesMarinho.pdf: 5816186 bytes, checksum: ec44c636461f6008a9cf6c9710515696 (MD5) / Este trabalho é dividido em duas contribuições complementares acerca do uso de manipuladores robóticos seriais para auxílio em cirurgias laparoscópicas. Primeiramente, técnicas conhecidas para robustez a singularidades e utilização da redundância são adaptados para o uso dos quatérnios duais unitários, que têm algumas vantagens sobre as matrizes de transformação homogênea, enquanto não possuem as singularidades naturais de representações mínimas. A performance das técnicas adaptadas são avaliadas em uma simples tarefa simulada. Utilizando estas técnicas, podemos controlar um robô para auxílio em procedimentos laparoscópicos. Diferentemente de robôs cirurgicos especializados, um robô serial pode ser utilizado para diferentes procedimentos, diluindo os custos em vários procedimentos. Neste cenário, a segurança do ponto pivotante deve ser garantida por software. Esse trabalho apresenta uma nova estratégia de controle para um endoscópio usando manipuladores robóticos com ponto pivotante remoto programável. As referências para o movimento do endoscópio são geradas intuitivamente pelo cirurgião. O método é avaliado em um ambiente cirúrgico simulado e apresentou resultados satisfatórios em termos erros de posicionamento e geração do ponto pivotante. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work is divided in two complementary contributions concerning the use of serial-link robotic manipulators in a laparoscopic surgery setting. At first, known techniques for singularity robustness and redundancy exploitation are adapted to the use of unit dual quaternions, which have some advantages over homogenous transformation matrices concerning compactness, while not having singularities natural to minimal representations. The performance of the adapted techniques is evaluated in a simple simulated task. Using those techniques, we can control a manipulator robot to aid in laparoscopic procedures. As opposed to specialized surgical robots, a serial robot might be used for different procedures, lowering the involved costs. In such scenario, the safety on the pivoting point must be assured by software. This work presents a novel control strategy for controlling laparoscopic tools attached to robotic manipulators that makes use of a programmable RCM. The tool movement references are generated intuitively by the surgeon. The method is evaluated in a simulated surgical environment and presented satisfactory results, in terms of pivoting point generation error and tool positioning error.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-13T13:46:09Z No. of bitstreams: 1 2012_EnioPratesVasconcelosFilho.pdf: 4044294 bytes, checksum: b3e0871df12218e12ae8513930b18fce (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-03-21T14:11:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_EnioPratesVasconcelosFilho.pdf: 4044294 bytes, checksum: b3e0871df12218e12ae8513930b18fce (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-21T14:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_EnioPratesVasconcelosFilho.pdf: 4044294 bytes, checksum: b3e0871df12218e12ae8513930b18fce (MD5) / Esse trabalho descreve o desenvolvimento e a implementação de um controlador de trajetória retilínea em um robô esférico de 5 graus de liberdade. Para tanto, foi desenvolvida uma arquitetura de controle em malha aberta embarcada em uma FPGA para os três primeiros graus de liberdade do manipulador. Nesse intuito, apresenta-se, nesse trabalho, a modelagem cinemática direta e inversa do manipulador, bem como seu Jacobiano. Essa modelagem permite o controle da trajetória do robô em um caminho retilíneo descrito em coordenadas cartesianas. Na implementação do controle embarcado na FPGA, foi utilizado o microprocessador NIOS II, da Altera. Esse é o responsável pelos cálculos de posicionamento e velocidade do manipulador durante sua movimentação. Também são explicitadas as interfaces de acionamento e controle de cada um dos eixos do manipulador e seus respectivos motores. São ainda apresentadas as experiências de validação dos algoritmos implementados, através de simulações computacionais, bem como a validação das equações utilizadas. Além disso, são apresentados os resultados de movimentação do manipulador, seguindo uma trajetória pré-estabelecida, buscando validar na prática o controle implementado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This paper describes the development and implementation of a controller for straight path trajectory in a spherical robot of five degrees of freedom. To do that, an open loop control architecture (embedded in an FPGA) was developed, for the first three degrees of freedom of the manipulator. Therefore, the direct and inverse kinematic models of the manipulator as well as its Jacobian are presented in this work. This modeling allows us to control the trajectory of the robot in a straight path described in Cartesian coordinates. In the implementation of the embedded controller in the FPGA, we have used the NIOS II microprocessor, from Altera. This is responsible for calculating the position and speed of the manipulator during its motion. Also the interfaces with the controllers of each axis of the handler and their respective engines are specified. We also present experiments to validate the implemented algorithms through computer simulations, as well as the validation of the equations used. Finally, the results are presented of the manipulator motion, following a predetermined path, in order to validate the control implemented in practice.

Orientador : Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bossetto_MarcoAurelio_M.pdf: 9771900 bytes, checksum: 289c035cc6f17abd832303472e4c64c5 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Esta tese apresenta o desenvolvimento de um manipulador antropomórfico acionado por músculos flexíveis, pneumáticos. O enfoque principal deste trabalho concentra-se na modelagem cinemática e dinâmica de um manipulador antropomórfico, baseando-se nas metodologias da Biomecânica, e o funcionamento dos músculos a ar. Neste projeto será aplicado o método Taguchi, onde as técnicas para se obter um projeto robusto são baseados nos conceitos da qualidade e confiabilidade. Finalmente são apresentados os principais resultados das simulações mostrando o comportamento e a eficiência do conjunto, manipulador e músculos / Abstract: This thesis the development on anthropomorphic manipulator defendant by pneumatic flexible muscles. The main focus of this work is the kinematics and dynamic modeling of the anthropomorphic manipulator, based on the air muscle performance. Taguchi method is being applied in this project, where the techniques to get a robust project are based on the quality and reliability concepts. Finally the main behavior and efficiency of the set, manipulator and rnusc1es, are presented. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Fernando Curado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-15T17:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_WellingtonFerreira_M.pdf: 2655058 bytes, checksum: 4f1943ff05ff639a6d9fe7da4eeddd66 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: A presente tese apresenta um paradigma, uma teoria e princípios gerais para modelagem do processamento adaptável. O paradigma, que é alternativo ao paradigma computacional, torna-se necessário de modo a remover as prioridades dos objetivos teóricos daquele outro, principalmente a relevância do procedimento efetivo; deve-se enfatizar que tal alternativa deve ser considerada aplicável apenas diante da abordagem dos problemas da adaptação, ainda que ele possa suportar a universalidade computacional, do mesmo modo que o paradigma computacional também pode teoricamente suportar o processamento da adaptação; o que torna cada um restrito à sua área é uma questão de viabilidade que pode ser discutida num contexto teórico, como acontece neste trabalho. Estes fatos são importantes, pois colocam os dois paradigmas na condição de potencialmente poderem cooperar entre si ao invés de competirem entre si, podendo-se imaginar as máquinas construídas à luz de um paradigma trabalhando conjuntamente com as máquinas construídas à luz do outro paradigma - computadores sendo programados por máquinas adaptáveis e calculando para estas últimas -, A teoria é descrita implicitamente durante as discussões, particularmente nas descrições do modelo. A essência do modelo teórico consta na união da idéia de espaço celular de Von Neumann, espaço este estendido aqui para três dimensões, e da idéia de modelagem continua conforme postulada por René Thom na Teoria da Catástrofe; desta união surgiu o conceito de uma máquina com um comportamento de conseqüências inéditas para o processamento da informação, como o paralelismo em escala total, sem necessidade de sincronização em qualquer sentido, também uma modificação radical no conceito de tempo interno com um abandono completo da entidade centralizada de marcação do tempo - o conhecido relógio mestre dos computadores contemporâneo -, etc. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação