Manueller Steuerungsmodus für autonome mobile Roboter mit geschwindigkeitsbasierter Impedanzregelung

In diesem industrieneutralen Forschungs- und Entwicklungsprojekt haben wir die Einführung und Implementierung von autonomen mobilen Robotern (AMRs) zur Beförderung von Ausrüstung und Teilen in Fertigungsanlagen für Flugzeuggeräte untersucht. In der Beziehung zwischen dem Operator und dem AMR ist es entscheidend, einen autonomen Fahrmodus zu implementieren und dem Operator zu ermöglichen, die Operation durch direkte Interaktion mit dem AMR zu steuern, beispielsweise beim Bewegen an komplexen Standorten. In solchen Fällen ist ein manueller Steuerungsmodus nützlich und oft erforderlich. Diese Studie schlägt eine Methode der AMR-Bewegung vor, die es dem Operator ermöglicht, physisch mit dem Roboter zu interagieren, ohne einen Kraftsensor zu verwenden, und eine Leistungsunterstützungsfunktion gemäß der geschwindigkeitsbasierten Impedanzregelung durchzuführen. Das Leistungsunterstützungsschema kann auch auf andere AMRs angewendet werden, insbesondere auf diejenigen mit kommerziellen Motor-in-Rad-Antriebssystemen, bei denen die Entwurfsparameter, der Strom und das Drehmoment der Motoren nicht in Echtzeit gemessen oder überwacht werden können. Für das Regelungsschema haben wir einen dynamischen Beobachter basierend auf einem mathematischen Modell des Roboters entworfen, um die Kraft zu schätzen, die aufgebracht wird, wenn der Operator mit dem Körper des Roboters in Kontakt tritt. Darüber hinaus haben wir einen ergänzenden Algorithmus entwickelt, der die Bewegung des Roboters auf geneigten Oberflächen ermöglicht. Umfangreiche experimentelle Analysen des AMR unter verschiedenen Betriebsbedingungen zeigen die Machbarkeit und Wirksamkeit des vorgeschlagenen Leistungsunterstützungsregelungsschemas.