Controle Coordenado de Cabos Flexíveis com Manipuladores Duais Semelhantes a Humanos

Resumo Devido à flexibilidade e aos altos graus de liberdade dos cabos flexíveis, sua modelagem dinâmica e controle preciso são desafiadores. Neste artigo, são estudados a modelagem dinâmica e o controle de cabos flexíveis com manipuladores duais semelhantes a humanos para implantá-los em um plano e formar automaticamente as formas desejadas. Primeiro, estabelecemos um modelo dinâmico de cabos flexíveis com base em um modelo de haste elástica discreta. Este modelo pode simular suas deformações de alongamento, curvatura e torção. Em seguida, consideramos as colisões, contatos e atritos entre os cabos flexíveis e o plano, acrescentamos restrições cinemáticas ao modelo e, finalmente, obtemos uma solução dinâmica implementável do modelo. Depois, propomos esquemas de controle dinâmico incluindo controle paralelo de braços duais e controle coordenado de braços duais para implantar os cabos flexíveis em um plano e formar as formas desejadas para controles de braços duais. Por fim, estudos experimentais e de simulação são realizados para ilustrar a eficácia do modelo dinâmico e a validade dos esquemas de controle. Os resultados mostram que o modelo pode demonstrar com sucesso as deformações dos cabos flexíveis, e os esquemas de controle propostos podem manipular com sucesso cabos flexíveis em diferentes tarefas.