Steuerungssysteme anthropomorpher Roboterhände für humanoide Roboter:
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Karlsruhe
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT IX
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XV
TABELLENVERZEICHNIS XIX
SYMBOL- UND BEGRIFFSVERZEICHNIS XXI
FORMELZEICHEN XXI
GLOSSAR XXIII
1. EINLEITUNG 1
1.1. HUMANOIDE ROBOTER 1
1.2. GREIFWERKZEUGE FUER HUMANOIDE ROBOTER 1
1.3. STEUERUNGSSYSTEM VON ROBOTERHAENDEN 2
1.4. AUFBAU DER ARBEIT 3
2. ZIELE, ANFORDERUNGEN UND PROBLEMSTELLUNGEN 7
2.1. MOTIVATION 7
2.1.1. STEUERUNGSSYSTEME FUER INDUSTRIEROBOTER 7
2.1.2. STEUERUNGSSYSTEME FUER HUMANOIDE ROBOTER 8
2.2. EINSATZSZENARIO 11
2.2.1. EINSATZGEBIET 11
2.2.2. GREIFOBJEKTE 11
2.2.3. BESONDERHEITEN DES EINSATZGEBIETES 12
2.3. ERFORDERLICHE FAEHIGKEITEN DES GREIFSYSTEMS 13
2.4. ABGELEITETE ANFORDERUNGEN 15
2.4.1. ANTHROPOMORPHE ROBOTERHAND 18
2.4.2. ANFORDERUNGEN AN DIE MECHANIK 19
2.4.3. ANFORDERUNGEN AN DIE HANDSTEUERUNG 20
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IMAGE 2
XII
INHALTSVERZEICHNIS
2.5. ZIELSETZUNG UND PROBLEMSTELLUNG 21
2.5.1. ZIELSETZUNG 21 ,
2.5.2. PROBLEMSTELLUNG 23
3. STAND DER FORSCHUNG 25
3.1. EINORDNUNG 25
3.1.1. MEHRFINGERGREIFER 26
3.1.2. ANTHROPOMORPHE GREIFSYSTEME 27
3.2. FAZIT 29
4. ARCHITEKTUR DER HANDSTEUERUNG 3 3
4.1. GESAMTSTEUERUNGSSTRUKTUR DES ROBOTERS 33
4.1.1. EINBETTUNG ROBOTERSTEUERUNG IN DIE UMGEBUNG . . . 33 4.1.2.
TEILSTEUERUNGEN 34
4.1.3. STEUERUNGSBEGRIFF 36
4.1.4. PLANUNG UND STEUERUNG 37
4.2. AUFGABENSTELLUNG 38
4.2.1. SCHNITTSTELLE ZUR HANDSTEUERUNG 38
4.2.2. MISSION 39
4.3. KONZEPT DER HANDSTEUERUNG 41
4.3.1. GROBSTRUKTUR DER HANDSTEUERUNG 41
4.3.2. FEINSTRUKTUR DER HANDSTEUERUNG 42
4.3.3. VERARBEITUNGSSCHRITTE DER HANDSTEUERUNG 46
4.4. UMSETZUNG DER HANDSTEUERUNG 48
4.4.1. IMPLEMENTIERUNGSUMFELD 48
4.4.2. UMSETZUNG DES KONZEPTS MIT MCA2 52
4.4.3. SPEZIELLE PROBLEME 52
5. BEWEGUNGSSTEUERUNG MIT GREIFSKILLS 55
5.1. GREIFMUSTER 55
5.1.1. DEFINITION GREIFMUSTER 55
5.1.2. BESTIMMUNG VON GREIFMUSTERN 56
5.1.3. OBJEKTKLASSIFIKATION 58
5.1.4. WICHTIGE GREIFMUSTER 59
5.1.5. KLASSIFIKATION UND BEWERTUNG DER GREIFMUSTER . . . 67 5.2.
GREIFSKILL 69
5.2.1. AUSFUEHRUNG VON GREIFMUSTERN 70
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XIII
5.2.2. ANSATZ 74
5.2.3. DEFINITION GREIFSKILL IN DER VORLIEGENDEN ARBEIT . . . 74 5.2.4.
AUSFUEHRUNG VON GREIFSKILLS 78
5.2.5. EIGENSCHAFTEN VON GREIFSKILLS 82
5.3. UMSETZUNG VON GREIFSKILLS 85
5.3.1. ANFORDERUNGEN AN DIE UMSETZUNG 85
5.3.2. HERANGEHENSWEISE 86
5.3.3. UMSETZUNG 88
6. BEWEGUNGSKOORDINATION MIT ERWEITERTEN PETRI-NETZEN 99 6.1.
VORUEBERLEGUNGEN ZUR BEWEGUNGSKOORDINATION 99
6.1.1. BEGRIFFE 99
6.1.2. KOORDINATION INNERHALB VON TEILSTEUERUNGEN 101 6.1.3.
KOORDINATION VERSCHIEDENER TEILSTEUERUNGEN 101 6.1.4. METHODEN ZUR
BEWEGUNGSKOORDINATION 103
6.1.5. PROBLEMATIK DER BEWEGUNGKOORDINATION 104
6.1.6. PROBLEMSTELLUNG DER BEWEGUNGSKOORDINATION . . . . 105 6.2.
MERKMALE EINER KOORDINIERTEN BEWEGUNG 106
6.3. BEWEGUNGSPHASEN 107
6.3.1. BEWEGUNGSPHASEN BEIM GREIFEN 108
6.3.2. WEITERE BEWEGUNGSPHASEN 112
6.3.3. UEBERGANG ZWISCHEN BEWEGUNGSPHASEN 114
6.4. ANSATZ 118
6.4.1. GRUNDLAGEN VON PETRI-NETZEN 118
6.4.2. ANWENDUNG VON PETRI-NETZEN 123
6.5. EIGENER ANSATZ ZUR BEWEGUNGSKOORDINATION 127
6.5.1. INTERPRETATION VON STELLEN UND TRANSITIONEN 128 6.5.2.
ERWEITERUNG VON PETRI-NETZEN MIT FUNKTIONEN . . . . 129 6.5.3.
DEFINITION EINES ERWEITERTEN PETRI-NETZES 130
6.5.4. AUSFUEHRUNG VON ERWEITERTEN PETRI-NETZEN 133
6.5.5. ERWEITERTES PETRI-NETZ ZUM KOORDINIERTEN GREIFEN . . 139 6.6.
UMSETZUNG DER BEWEGUNGSKOORDINATION 143
6.6.1. VORUEBERLEGUNG 143
6.6.2. BESCHREIBUNG ERWEITERTER PETRI-NETZE 145
6.6.3. UMCODIERUNG/CODEGENERATOR 148
6.6.4. VERTEILTE AUSFUEHRUNG ERWEITERTER PETRI-NETZE . . . . 149
IMAGE 4
XIV INHALTSVERZEICHNIS
7. ERGEBNISSE 153
7.1. EVALUATION 153
7.1.1. ZEIGEGESTE AUSFUEHREN 155
7.1.2. HASCHE GREIFEN 156
7.1.3. FLASCHE UEBERGEBEN 161
7.1.4. FLASCHE ANFORDERN 163
7.1.5. FLASCHE UEBERNEHMEN 163 T
7.1.6. FLASCHE ABLEGEN 164
7.2. ERREICHTE ERGEBNISSE 168
7.2.1. ARCHITEKTUR DER HANDSTEUERUNG 168
7.2.2. GREIFSKILLS 168
7.2.3. BEWEGUNGSKOORDINATION 170
7.2.4. GEMEINSAMKEITEN DER ANSAETZE 173
7.3. FAZIT 175
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 179
8.1. ZUSAMMENFASSUNG 179
8.2. AUSBLICK 183
A. FLUIDAKTOREN 185
A.L. EINSATZGEBIET 185
A.2. FUNKTIONSPRINZIP 186
B. MCA2 189
B.L. EINORDNUNG 189
B.2. FUNKTIONSWEISE 189
C. EINBINDUNG ERWEITERTER PETRI-NETZE IN MCA2 193
C.L. EINORDNUNG 193
C.2. BEISPIEL "PHILOSOPHENENPROBLEM" 193
C.3. P E T R I N E T G E N 197
LITERATURVERZEICHNIS 203 |
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