Embed Size (px)
Citation preview
Prof.dr.sc. Željko Šitum
Zavod za robotiku i automatizaciju proizvodnih sustava
Laboratorij za automatiku i robotiku
PNEUMATSKI MIŠIĆI U BIONIČKIM I ROBOTSKIM SUSTAVIMA
PNEUMATSKI AKTUATORI
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Aktuatori omogućuju pretvorbu energije u različite oblike gibanja čime se ostvaruje
interakcija sustava s njegovom okolinom.
Pomoću aktuatora se npr. kod robota ostvaruju sile i momenti koji omogućuju pokretanje
zglobova, a time i gibanje elemenata robota.
PNEUMATSKI POGONI
Prednosti
visoka brzina rada
jednostavan prijenos snage
jednostavno održavanje
raspoloživost medija
sigurnost od zapaljenja
čist radni okoliš
Nedostaci
složeniji za upravljanje
nelinearne karakteristike pogona
ograničen iznos pokretane mase
UMJETNI PNEUMATSKI MIŠIĆI (engl. Pneumatic Artificial Muscles, Fluidic muscles, Air
muscles) imaju prirodnu elastičnost što ih čini pogodnim za primjenu u bioničkim sustavima,
tj. biološki inspiriranim izvedbama tehničkih sustava.
BIONIKA
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Evolucijski razvoj je prirodne sustave načinio visokooptimiranim i učinkovitim
McKibben-ov pneumatski mišić
ROMAC (RObotic Muscle ACtuator)Pneumatski mišić tvrtke Festo
Pneumatski mišić ‘Rubbertuator’ tvrtke Bridgestone
Yarlott-ov pneumatski mišić
Kukolj-ov pneumatski mišić
Mišić s uzdužnom armaturom (Pleated muscle)
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišić tvrtke Shadow
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Izvedbe umjetnih pneumatskih mišića
Osnovna građa pneumatskih mišića
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Antagonistički par mišića
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Modeliranje umjetnih pneumatskih mišića
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
0
0
02
02
220
)(sin
1,
)(tan
3
14
L
LL
ba
bapD
F
Sila povlačenja (kontrakcije) mišića
Zakretni moment
RFF 21
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Sličnosti u načinu djelovanja mišića čovjeka i umjetnih pneumatskih mišića
Par spregnutih, suprotno djelujućih pneumatskih mišića zakreću rotacijski zglob manipulatora na sličan način kao što se odvija zakretanje ljudske podlaktice oko lakta skupljanjem i izduživanjem mišića bicepsa i tricepsa.
Rotacija podlaktice ljudske ruke oko lakta
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Industrijska automatizacija
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Primjena umjetnih pneumatskih mišića
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Primjena umjetnih pneumatskih mišića
Bio-robotika
ZAR (Zwei-Arm_Roboter) - TU Berlin – BROMMI (elephant’s trunk) University of Zurich
Shadow Robot Company - LondonRobot ‘Lucy’ - Brussel Festo - Bionic Learning Network
University of Washington
TU Delft
Fizioterapija
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Primjena umjetnih pneumatskih mišića
Mehanički sustav za pokretanje ljudske ruke (‘Soft-Actuated’ Exoskeleton)
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Diplomski rad ( Srečko Herceg, FSB, 2009.)
Manipulator pokretan umjetnim pneumatskim mišićima
Industrijska automatizacija
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Manipulator pokretan umjetnim pneumatskim mišićima
Diplomski rad ( Ivan Sršen, FSB, 2006.)
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Diplomski rad ( Srečko Herceg, FSB, 2009.)
Industrijska automatizacija
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
1 - Mjerni sustav kuta zakreta, 2 - Proporcionalni razvodnik, 3 - Elektroničko sučelje, 4 - Kuglica na gredi, 5 - Akvizicijska kartica,6 - Računalo, 7 - Pneumatski mišić
Završni rad ( Petar Trslić, FSB, 2013. )
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Mehatronički sustavi
Sustav kuglice na gredi pokretan pneumatskim mišićima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Završni rad ( Petar Trslić, FSB, 2013. )
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Mehatronički sustavi
Sustav kuglice na gredi pokretan pneumatskim mišićima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Mjerni sustav kuta zakreta
Mjerni sustav položaja kuglice
Euler-Lagrange-ova jednadžba
iiii
Tq
P
q
K
q
K
dt
d
0
2
1
1
21
P
IK
cossin
2
1)2(
2
1
2
1
2
1
2
22
22222222
rgmxgmP
xr
JxrxrxmJvmK
0sin
sincos2
22
22
gmxmrmxmxr
J
TrgmxgmxxmxrmIxmrm
Kinetička i potencijalna energija sustava
Nelinearni matematički model sustava
0)(
)(
2
2
gmrmxmr
J
TrgmxgmxrmIrm
Linearizirani matematički model sustava
aFFT )( BA
Moment zakreta grede
Donacija tvrtke Festo Hrvatska
Projektni tim:Dominik SremićHrvoje BrezakValentino ŠtahanJakov TopićJuraj BenićKlemen Govedić
Mentor:Prof.dr.sc. Željko Šitum
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Mobilni roboti
Hodajući četveronožni robot pokretan umjetnim pneumatskim mišićima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Mobilni roboti
Hodajući četveronožni robot pokretan umjetnim pneumatskim mišićima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Four-Legged Walking Robot Actuated by Pneumatic
Artificial Muscles( WRAPAM )
Prvi koraci
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Mobilni roboti
Hodajući četveronožni robot pokretan umjetnim pneumatskim mišićima
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Završni rad (Denis Trivić, FSB, 2014.)
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Fizioterapija
Aktivna ortoza za stopalo pokretana pneumatskim mišićem
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
Pneumatski mišići u bioničkim i robotskim sustavima
Fizioterapija
Aktivna ortoza za stopalo pokretana pneumatskim mišićem
Uvod Tehničke izvedbe Moguće koristi Primjena Inovativni doprinos
PNEUMATSKI MIŠIĆ KAO AKTUATOR
![LUMBALNI BOLNI SINDROM - unizg.hr1].pdf · Lumbalni bolni sindrom SPINALNA STABILNOST PASIVNA (ne-kontraktilni elementi) AKTIVNA (mišići) Lokalni stabilizatori Globalni stabilizatori](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5a70c6277f8b9aa2538c5954/lumbalni-bolni-sindrom-unizghr-1pdfpdf-filelumbalni-bolni.jpg)
