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Carloni R.
"Manipolazione robotica: strategie di presa ottima per oggetti planari"
 
Type Master Thesis
Author(s) Carloni R.
Title Manipolazione robotica: strategie di presa ottima per oggetti planari
Editor University of Bologna - DEIS - LAR
Keywords manipolazione robotica, presa ottima, form closure, pinza robotica, visione
Abstract

Lo sviluppo costante della ricerca nel campo della tecnologia robotica e, più in generale, dell’automazione, ha portato alla realizzazione di macchine in grado di sostituire l’operatore umano nello svolgimento di attività ripetitive, rischiose o che richiedono grande precisione.

La maggioranza delle applicazioni robotiche è rivolta ad ambienti strutturati, in cui l’allocazione deterministica e la descrizione geometrica degli elementi costituenti la cella di lavoro assumono una fondamentale importanza nella pianificazione dei moti e delle interazioni. Vi è tuttavia un grande interesse verso tutte quelle applicazioni ove, al contrario, la parziale o completa incapacità di modellazione dell’ambiente di lavoro rende necessario sviluppare opportune tecniche di controllo.

Questo obiettivo, reso perseguibile anche dalla crescente velocità di elaborazione dei sistemi real-time che sovrintendono al controllo dei manipolatori, di fatto implica la ricerca di adeguati algoritmi che conferiscono un comportamento più umano alla macchina: essa deve essere dotata di un certa autonomia funzionale, deve cioè essere in grado di modificare il proprio comportamento in base ad informazioni assunte in tempo reale sull’ambiente circostante.

L’attenzione di questo lavoro è stata rivolta all’interazione robot-ambiente, con riferimento ad un aspetto particolare: la manipolazione robotica.

In operazioni di manipolazione avanzata, in ambienti cioè non strutturati, assume grande importanza la capacità di afferrare in maniera stabile oggetti sconosciuti e di mantenere la presa durante la manipolazione stessa. La diversità delle forme e delle dimensioni degli oggetti rende particolarmente difficoltosa e complessa la strategia di presa da parte dell’end-effector: ciò è tanto più vero nel campo delle applicazioni spaziali in quanto gli oggetti sospesi in assenza di gravità o in condizioni di microgravità non possiedono giaciture preferenziali o forze frizionali che possano conservare la posizione iniziale dell’oggetto. In questo caso un qualsiasi contatto non equilibrato da parte del gripper determinerebbe la fuga dell’oggetto al di fuori dello spazio di lavoro con il conseguente fallimento dell’intera operazione di presa.

Il sistema sensoriale deve permettere di riconoscere la forma dell’oggetto prima che avvenga il contatto, in modo tale da calcolare nel più breve tempo possibile i punti di presa migliori: i punti “target”. L’oggetto verrà afferrato in corrispondenza di tali punti mediante un contatto sincrono con controllo della forza applicata: solo in questo modo le forze esercitate sull’oggetto costituiranno, istante per istante, un sistema equilibrato.

In questo contesto, obiettivo della tesi è stato sviluppare una metodologia di determinazione di prese “ottime” di oggetti planari utilizzando un manipolatore robotico sul cui polso sono montati una pinza ed una telecamera.

La presente tesi è stata struttuta in questo modo: il capitolo 1 descrive il sistema costituito da robot, gripper e telecamera, il capitolo 2 tratta il problema della manipolazione robotica in generale e introduce il concetto di mobilità del primo ordine, il capitolo 3 è dedicato all’indice di mobilità del secondo ordine ed infine il capitolo 4 presenta l’implementazione della soluzione proposta e i risultati delle prove sperimentali.

Notes
Relatore:
Chiar.mo Prof. Ing. Claudio Melchiorri
Correlatori:
Chiar.mo Prof. Ing. Claudio Bonivento
Dott. Ing. Alessandro Macchelli
Document d535.Document.pdf (1086427 bytes)
Year 2002


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