SISTEM ROBOTIC HEXAPODAL CU MOBILITATE EXTINSĂ PENTRU ACȚIONARE INTELIGENTĂ IN SPAȚII LIMITATE SAU MEDII OSTILE – HEXAGENT

 

Rezultate preliminare ale proiectului sunt publicate in:


1. Articolul intitulat „Direct Dynamics of Gough-Stewart Hexapod Platforms using the Redundant Parameterisation of Rotations by Full Rotation Matrices” – aparut in cadrul volumului conferintei 1st International Conference of Mechatronics & Cyber-Mixmechatronics ICOMECYME, Bucharest, Romania, September 7th-8th, 2017, denumit Proceedings of the International Conference of Mechatronics and Cyber-MixMechatronics – 2017 si publicat de catre Springer Link in cadrul seriei Lecture Notes in Networks and Systems, cu ISBN 978-3-319-63091-5 si in cadrul International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics – IJOMAM (www.ijomam.com) indexat in SCOPUS, EBSCO si PROQUEST (autori: D. Dumitriu, M. Mărgăritescu, A. M. E. Rolea).

2. Articolul intitulat – „Dinamica inversa a unei platforme Gough-Stewart, cu repartizarea eficienta a forţelor in cele 6 actuatoare cooperante” – inclus in lucrarile celei de-a XI-a editii a Conferintei anuale a ASTR, 2017 (autori: D. Dumitriu, M. Mărgăritescu, L. Munteanu,  C. Lala)




 

 



 

REZUMAT ETAPA 1 “Specificație tehnică, proiectare și realizare model HEXAGENT

 

Conform obiectivelor proiectului, etapa 1 a fost structurată astfel încât să conţină nouă activităţi – cuprinse în planul de realizare -, care să conducă la realizarea acestora. Rezultatele așteptate ale etapei, de asemenea specificate în planul de realizare al proiectului, sunt prezentate în cadrul celor șapte livrabile elaborate pe parcursul anului 2017.     Primele două livrabile, D1.1 Modelul dinamic al hexapodului dublu și D1.2 Specificație tehnică, se constituie în fundamentul teoretic pentru proiectarea și realizarea modelului demonstrativ HEXAGENT. Livrabilul D1.1, conține elementele necesare optimizării comenzii sistemului robotic dublu hexapodal, altfel bazată pe cinematica inversă, descrisă în mai multe articole anterioare proiectului de față, ca și în brevetul care a stat la baza acestuia. Livrabilul D1.2, conține definirea criteriilor de evaluare a funcționalității modelului demonstrativ din punct de vedere al preciziei, robusteții și al manevrabilității, ce vor fi utilizate în etapa următoare, de evaluare și validare a modelului. Este de asemenea elaborată arhitectura sistemului, precum și specificațiile tehnice pentru subsistemele robotului. Livrabilul D1.3 Documentație tehnică pentru model demonstrativ, ce înglobează descrierea activității 1.3 Proiectare structură mecanică și activității 1.4 Proiectare modul electronic, prezintă diferite soluții de proiectare, ajungându-se la o soluție optimizată și care beneficiază de avantajele tehnologiei de sinterizare cu laser, disponibilă în cadrul INCDMTM. Sunt stabilite și cerințele calculatorului de comandă, sintetizate în caietul de sarcini aferent. Livrabilul D1.4 Software de comandă preliminar prezintă relațiile matematice corespunzătoare cinematicii inverse ale hexapodului dublu, pe care se bazează software-ul de modelare, simulare și parțial de comandă, realizat în mediul de programare grafic LabVIEW. Livrabilul D1.5 Comunicare științifică prezintă cele două comunicări științifice susținute în cadrul „1st International Conference of Mechatronics & Cyber-Mixmechatronics ICOMECYME, Bucharest, Romania, September 7th-8th, 2017″, respectiv „Lucrările celei de-a XI-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR, Constanța, 2017”. Lucrarea prezentată la ICOMECYME 2017 a fost publicată în Proceedings of the International Conference of Mechatronics and Cyber-MixMechatronics – 2017, Editura Springer și în revista IJOMAM – International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics, Numărul 1/2017. Livrabilul D1.6 Subansambluri model și software de comandă descrie realizarea subansamblurilor mecanice și electronice ale sistemului robotic. Cele mai multe componente mecanice au fost realizate pe baza unei proiectări inovative în cadrul INCDMTM prin sinterizare cu laser din material plastic. De asemenea, sofware-ul preliminar, prezentat în cadrul livrabilului D1.4, este completat cu acea parte care îi permite comunicarea cu controlerele de mișcare, lucru esențial în succesul proiectului. Livrabilul D1.7 Raport de testări parțiale, prezintă testele care au fost efectuate și care confirmă funcționarea adecvată a sistemului controler de mișcare – actuatoare liniare – software de comandă.





 



Rezultate ale etapei 1

 

  1. Comunicări științifice susținute la conferințe științifice:

 

  1. D. Dumitriu, M. Mărgăritescu, A. M. E. Rolea – „Direct dynamics of Gough-Stewart hexapod platforms using the redundant parameterisation of rotations by full rotation matrices” – 1st International Conference of Mechatronics & Cyber-Mixmechatronics ICOMECYME, Bucharest, Romania, September 7th-8th, 2017 – ANEXA 1

Comunicarea a fost publicată în:

Proceedings of the International Conference of Mechatronics and Cyber-MixMechatronics – 2017, Editor: Gheorghe, Gheorghe, ISBN: 978-3-319-63091-5, Cod DOI: 10.1007/978-3-319-63091-5, Denumirea seriei: Lecture Notes in Networks and Systems, Editura / Publisher: Springer International Publishing, Număr pagini: IX (prefață, coperte), 246 (efective)

 

  1. D. Dumitriu, M. Mărgăritescu, L. Munteanu, C. Lala – „Dinamica inversă a unei platforme Gough-Stewart, cu repartizarea eficientă a forţelor în cele 6 actuatoare cooperante” – Lucrările celei de-a XI-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR, 2017 – ANEXA 2

 

  1. Articol publicat în revistă indexată în baze de date internaționale:

 

  1. Articolul de la punctul 1, secțiunea A, a fost publicat și în:

Revista IJOMAM – International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics, Numărul 1/2017, Site web revistă: http://ijomam.com/, Cod ISSN revistă: 1584 – 5982, Cod DOI articol: dx.doi.org/10.17683/ijomam.issue1.25, Pp.: 159-169

Revista este indexată în bazele de date EBSCO, SCOPUS şi PROQUEST.

 

 



1 Rezumatul etapei 2

Conform obiectivelor proiectului descrise în propunerea de proiect, etapa 2 a fost structurată astfel încât să conţină trei activităţi care să conducă la realizarea acestora. Rezultatele așteptate ale etapei sunt prezentate în cadrul celor trei livrabile elaborate pe parcursul anului 2018.

Obiectivul Livrabilului D2.1 Model demonstrativ funcțional a constat în integrarea subansamblurilor modelului HEXAGENT conform documentației de execuție realizate în etapa 1, împreună cu software-ul de comandă – varianta finală. Software-ul de comandă manual este de tip „point to point” și reprezintă modalitatea principală de comandă. Acesta se bazează pe relațiile cinematicii inverse ale sistemului HEXAGENT și utilizează biblioteci furnizate de Physik Instrumente, rezultând programul de comandă 617. HEXAGENT_PTP  CONTROL. Sistemul HEXAGENT poate fi programat să execute deplasări după o traiectorie prestabilită, utilizând ecuațiile parametrice ale curbei respective – 609. HEXAGENT_LINEAR MOTION și 618. HEXAGENT_ELLIPTICAL HELIX. S-a dezvoltat o metodă de depistare a unor anumite puncte, aplicația 619. HEXAGENT_DISCREET CONTROL_XYZ ce permite localizarea cu o precizie dată a punctelor caracteristice care provin din valorile extreme ale actuatoarelor liniare. Pentru a evalua spațiul de operare, au fost concepute două programe de simulare prin puncte a spațiilor de operare, 611. Single Hexapod_Work Space pentru un hexapod, respectiv 612. Double Hexapod_Work Space pentru hexapodul dublu. Astfel, în cadrul activității 2.1 a fost realizat integral Modelul Experimental Demonstrativ HEXAGENT. A fost depusă Cererea de Brevet nr. A00112/2018 cu titlul „Sistem robotic dublu hexapod cu spațiu de operare extins”, cu scopul protejării unor soluții inovative adoptate în cadrul demonstratorului.

Obiectivul Livrabilului D2.2 Raport de validare a constat în evaluarea și testarea performanțelor modelului demonstrativ pentru a-i compara performanțele reale cu cele prezumate de conceptul teoretic și indicate în specificațiile tehnice și, de asemenea, pentru a-i verifica funcționalitatea. Ca indicatori ai criteriului de precizie a sistemului HEXAGENT s-au folosit precizia și repetitivitatea poziționării monodirecționale. S-a obținut o repetabilitate de cca. 0,02 mm, considerată foarte bună, conform așteptărilor. Manevrabilitatea sistemului se concretizează prin volumul spațilui de operare, pentru evaluare fiind utilizate cele două programe de simulare amintite mai sus. Toate programele dezvoltate au fost testate în mod repetat și satisfac condițiile din specificația tehnică.

            Obiectivul Livrabilului D2.3 Articol științific a fost publicarea unui articol într-o revistă indexată într-o bază de date internațională (BDI). Au fost publicate următoarele articole:

  1. D. Dumitriu, V. Chiroiu, M. Ciuncanu, “An inverse problem for a general Stewart platform”, Acta Eletrotehnica, vol. 60, nr. 1-2 (special issue), pag. 97-105, 2018, ISSN 1841-3323.
  2. S. Dumitru Petre, D. Dumitriu, V. Chiroiu, “On the optimum design of Stewart platforms with applications”, Acta Eletrotehnica, vol. 60, nr. 1-2 (special issue), pag. 115-119, 2018, ISSN 1841-3323.

 

 

  1. Rezultate ale etapei 2

 

  1. Modelul Experimental Demonstrativ HEXAGENT

Figura 1 Modelul Experimental Demonstrativ HEXAGENT

Figura 2 Software de comandă după o spirală eliptică

B.Articole științifice:

 

  1. D. Dumitriu, V. Chiroiu, M. Ciuncanu, “An inverse problem for a general Stewart platform”, Acta Eletrotehnica, vol. 60, nr. 1-2 (special issue), pag. 97-105, 2018, ISSN 1841-3323.
  2. S. Dumitru Petre, D. Dumitriu, V. Chiroiu, “On the optimum design of Stewart platforms with applications”, Acta Eletrotehnica, vol. 60, nr. 1-2 (special issue), pag. 115-119, 2018, ISSN 1841-3323.

 

 

 C.Brevete/ Cereri de brevet:

 

  1. Cerere Brevet nr. A00112/2018 cu titlul „Sistem robotic dublu hexapod cu spațiu de operare extins”, autor Mihai Mărgăritescu.

 

Premii obținute:

  1. Diplomă de excelență și Medalie de aur la Salonul Internațional al Cercetării Științifice, Inovării și Inventicii PRO INVENT, ediția a XVI-a, 21-23 Martie 2018, Cluj-Napoca.

Figura 3 Diplomă de excelență și Medalie de aur – PRO INVENT, ediția a XVI-a,

21-23 Martie 2018, Cluj-Napoca

  1. Medalie de argint la European Exhibition of creativity and innovation EURO INVENT 10 Edition – 2018, 19 Mai 2018, Iași.

Figura 4  Diploma și Medalie de argint la European Exhibition of creativity and innovation

EURO INVENT 2018 – Iași – 19 Mai 2018