Un nuevo observador de momento de modo deslizante para la detección de colisiones en robots colaborativos
Autores: Long, Shike; Dang, Xuanju; Sun, Shanlin; Wang, Yongjun; Gui, Mingzhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un nuevo observador de momento de modo deslizante para la detección de colisiones en robots colaborativos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Seguridad
Detección de colisiones
Robots
Interacción humano-robot
Observador de momento en modo deslizante
Evaluación de colisiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La seguridad durante la interacción física entre humanos y robots es el requisito más básico para los robots. La detección de colisiones sin sensores adicionales es una forma económicamente viable de garantizarlo. En contraste, los enfoques actuales de detección de colisiones tienen un compromiso inevitable entre la sensibilidad a las colisiones, la suavidad de la señal y la inmunidad al ruido de medición. En este artículo, presentamos un nuevo observador de momento en modo deslizante (NSOMO) para detectar colisiones entre robots y humanos, incluyendo colisiones dinámicas y cuasistáticas. El método de detección de colisiones comienza con un modelo dinámico del robot y deriva una ecuación de estado basada en momento generalizado. Luego se elabora una nueva ley de alcance, sobre la cual se construye el NSOMO fusionando momento, logrando un mayor ancho de banda e inmunidad al ruido de observación. Finalmente, se diseña un modelo de umbral dinámico variable en el tiempo (TVDT) para distinguir entre señales de colisión y la perturbación lumped estimada. Sus coeficientes se obtienen a través del reconocimiento de datos fuera de línea. El TVDT con NSOMO permite una detección de colisiones rápida y confiable y permite la evaluación de la posición de la colisión. Se implementan experimentos de simulación y pruebas de hardware del robot colaborativo de 7 grados de libertad para ilustrar la efectividad del método propuesto.
Descripción
La seguridad durante la interacción física entre humanos y robots es el requisito más básico para los robots. La detección de colisiones sin sensores adicionales es una forma económicamente viable de garantizarlo. En contraste, los enfoques actuales de detección de colisiones tienen un compromiso inevitable entre la sensibilidad a las colisiones, la suavidad de la señal y la inmunidad al ruido de medición. En este artículo, presentamos un nuevo observador de momento en modo deslizante (NSOMO) para detectar colisiones entre robots y humanos, incluyendo colisiones dinámicas y cuasistáticas. El método de detección de colisiones comienza con un modelo dinámico del robot y deriva una ecuación de estado basada en momento generalizado. Luego se elabora una nueva ley de alcance, sobre la cual se construye el NSOMO fusionando momento, logrando un mayor ancho de banda e inmunidad al ruido de observación. Finalmente, se diseña un modelo de umbral dinámico variable en el tiempo (TVDT) para distinguir entre señales de colisión y la perturbación lumped estimada. Sus coeficientes se obtienen a través del reconocimiento de datos fuera de línea. El TVDT con NSOMO permite una detección de colisiones rápida y confiable y permite la evaluación de la posición de la colisión. Se implementan experimentos de simulación y pruebas de hardware del robot colaborativo de 7 grados de libertad para ilustrar la efectividad del método propuesto.