Ολοκλήρωση συστήματος ελέγχου υποβρύχιου ρομποτικού βραχίονα και ακροδέκτη

Καραολάνης, Αντώνιος; Karaolanis, Antonios

dc.contributor.author	Καραολάνης, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Karaolanis, Antonios	en
dc.date.accessioned	2021-09-08T07:15:20Z
dc.date.available	2021-09-08T07:15:20Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53817
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21515
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”
dc.rights	Default License
dc.subject	Manipulator	en
dc.subject	End effector	en
dc.subject	Visual servoing	en
dc.subject	Underwater	en
dc.subject	ROS	en
dc.subject	Ρομποτικό προγραμματιστικό περιβάλλον	el
dc.subject	Υποβρύχιος βραχίονας	el
dc.subject	Μηχανική όραση	el
dc.subject	Τελικό στοιχείο δράσης	el
dc.title	Ολοκλήρωση συστήματος ελέγχου υποβρύχιου ρομποτικού βραχίονα και ακροδέκτη	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Integration of Underwater Robotic Arm and End Effectors Control System	en
heal.classification	Ρομποτική και Έλεγχος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-05-20
heal.abstract	Η εργασία αυτή περιγράφει την ολοκλήρωση και βελτίωση ενός υποβρύχιου ρομποτικού βραχίονα, τόσο κατασκευαστικά όσο και προγραμματιστικά. Βασικός στόχος ήταν η αντικατάσταση των παλιών σερβοκινητήρων με νέους πιο εξελιγμένους,ικανούς να παρέχουν την επιθυμητή ανάδραση στο χρήστη, για ολοκλήρωση σύνθετων διαδικασιών ελέγχου . Στα κατασκευαστικά πλαίσια αυτού του εγχειρήματος υπάγεται η συναρμογή των νέων μονάδων κίνησης και η δημιουργία στεγανού χώρου που θα φιλοξενεί όλα τα ηλεκτρονικά υποστήριξης. Για την τοποθέτηση των σερβοκινητήρων πάνω στη διάταξη, ήταν απαραίτητος ο επανασχεδιασμός των βάσεων που τους συγκρατούν, με χρήση σχεδιαστικών προγραμμάτων όπως το Solidworks. Απαραίτητη προϋπόθεση σε αυτόν τον σχεδιασμό, υπήρξε η διατήρηση της ήδη υπάρχουσας γεωμετρίας, ώστε να μην έχουμε αλλοίωση στο κινηματικό μοντέλο . Η τεχνική κατασκευής τους είναι αυτή της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D printing). Εν συνεχεία, συμπεριλήφθηκε αδιάβροχο housing που εσωκλείει τα ηλεκτρονικά και την μονάδα ελέγχου για την υποστήριξη των νέων κινητήρων. Ο συγκεκριμένος χώρος αποτελεί γέφυρα επικοινωνίας μεταξύ του βραχίονα και του ακροδέκτη αλλά και μεταξύ χρήστη – διάταξης. Απαραίτητη προϋπόθεση στην ολοκλήρωση του σχήματος ελέγχου της διάταξης, ήταν η συνεργασία της με το λειτουργικό σύστημα ROS. Για το λόγο αυτό, η μονάδα ελέγχου που επιλέχθηκε για να οδηγεί τα νέα σέρβο ήταν της εταιρείας arduino. Αυτοί οι μικρο ελεγκτές είναι απόλυτα συμβατοί με το εν λόγω προγραμματιστικό περιβάλλον και επιπρόσθετα παρέχουν μεγάλη υποστήριξη στο χρήστη, καθώς η κοινότητα που τους χρησιμοποιεί είναι εξαιρετικά εκτεταμένη. Ο μικρο ελεγκτής arduino προγραμματίστηκε σε γλώσσα C++ με τέτοιο τρόπο ώστε ο μελλοντικός χρήστης να μην χρειαστεί να εμπλακεί ξανά με γλώσσα χαμηλού επιπέδου. Συγκεκριμένα έχει αναπτυχθεί κατάλληλο περιβάλλον ώστε να μπορεί κανείς να στέλνει εντολές ταχύτητας ή θέσης στον βραχίονα και να λαμβάνει πίσω την αντίστοιχη πληροφορία τόσο για τη θέση,ταχύτητα αλλά και το φορτίο που αναπτύσσουν οι σερβοκινητήρες. Τέλος, για την επαλήθευση της λειτουργικότητας όπως περιγράφηκαν ως τώρα, ζητήθηκε η υλοποίηση ενός σχήματος ελέγχου με εφαρμογή Imaged Based Visual Servoing. Με το IBVS, λαμβάνοντας την σχετική θέση του τελικού στοιχείου δράσης ως προς κάποιο στόχο με τη χρήση κάμερας, είμαστε σε θέση να υπολογίζουμε ένα σφάλμα που σχετίζεται με την απόκλιση επιθυμητών και πραγματικών συντεταγμένων στο χώρο. Στόχος μας υπήρξε, με κατάλληλες εντολές ταχύτητας στους κινητήρες, να οδηγούμε αυτό το σφάλμα στο μηδέν. Με αυτή την διαδικασία επαληθεύουμε το σωστό κινηματικό μοντέλο του βραχίονα, την μηχανική του επιδεξιότητα, αλλά και τις σωστά προγραμματισμένες “αναμονές” των εντολών ελέγχου ταχύτητας, για το μελλοντικό χρήστη.	el
heal.advisorName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου και Ρυθμίσεως Μηχανών και Εγκαταστάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	60 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false