Field robots operate in various areas, including construction, agriculture, forestry and manufacturing. Typical tasks of field robots used in various areas include excavation, flattening, and demolition. Such tasks are often accomplished in narrow alleys or indoors. In the case of field robots, there is a limit to working in a small space. Thus, to compensate for these shortcomings, many field robots equipped with Tiltrotators have recently been observed. The advantages of Tiltrotator are improved task efficiency and reduced operating time by reducing unnecessary behavior. We need simulation models that can improve the ability of new people to work and simulate tasks in advance. Thus, in this paper, we developed a simscape-based simulation model and modeling of 6DOF systems for field robots equipped with Tiltrotator. Dynamic modeling of field robot 3D models using Simcape multibody and hydraulic systems of field robots using Simcape Hydraulics were modeled. We applied a PID controller to create a control system that operates along the input angle. Simulation results show that errors occur when comparing input and output angles, but overall, they move along input angles.
1. Introduction 2. Reduced-Order Model of Robot System 3. Model-Based Control 4. Simulation Results 5. Experimental Results and Considerations 6. Conclusions
For a mobile robot that travels along a terrain consisting of various geology, information on tire force and friction coefficient between ground and wheel is an important factor. In order to estimate the lateral force between ground and wheel, a lot of information about the model and the surrounding environment of the vehicle is required in conventional method. Therefore, in this paper, we are going to estimate lateral force through simple model (Minimal Argument Lateral Slip Curve, MALSC) using only minimum data with high estimation accuracy and to improve estimation reliability of the friction coefficient by using the estimated lateral force data. Simulation is carried out to analyze the correlation between the longitudinal and transverse friction coefficients and slip angles to design the simplified lateral force estimation model by analysing simulation data and to apply it to the actual field environment. In order to verify the validity of the equation, estimation results are compared with the conventional method through simulation. Also, the results of the lateral force and friction coefficient estimation are compared from both the conventional method and the proposed model through the actual robot running experiments.
This paper presents a design of new type biped robot and dynamic walking simulation for this system. The robot is distinguished from other one by which has a parallel mechanism type trunk and lead-screw type actuators to drive the joints of the trunk, knee and ankle. The basic consideration on the design is that it is able to accommodate itself to human's daily environments without any other modification of around and also to operate its upper limbs more smoothly with a spine functional trunk. It is designed according to a human with about 130 cm height and about 30 kg weight. And it also is able to dynamically walk on an even ground. It has constructed with total 14 DOFs which have two legs, a hip, and a trunk. The joints of each leg and trunk are adopted with a parallel structure which has good kinematic characteristics and take light weight. To test of the capacity of joint actuators and to analysis of the dynamic properties of the biped robot, optimized trunk trajectory is determined by means of an approximated FFT method based on ZMP criteria, and dynamic simulation is performed using DADS with a 1.1 time/step velocity on the even ground during four steps.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.10
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pp.968-974
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2006
We are moving into the era of ubiquitous computing. Ubiquitous Sensor Network (USN) is a base of such computing paradigm, where recognizing the identification and the position of objects is important. For the object identification, RFID tags are commonly used. For the object positioning, use of sensors such as laser and ultrasonic scanners is popular. Recently, there have been a few attempts to apply RFID technology in robot localization by replacing the sensors with RFID readers to achieve simpler and unified USN settings. However, RFID does not provide enough sensing accuracy for some USN applications such as robot navigation, mainly because of its inaccuracy in distance measurements. In this paper, we describe our approach on achieving accurate navigation using RFID. We solely rely on RFID mechanism for the localization by providing coordinate information through RFID tag installed floors. With the accurate positional information stored in the RFID tag, we complement coordinate errors accumulated during the wheel based robot navigation. We especially focus on how to distribute RFID tags (tag pattern) and how many to place (tag granularity) on the RFID tag-floor. To determine efficient tag granularities and tag patterns, we developed a simulation program. We define the error in navigation and use it to compare the effectiveness of the navigation. We analyze the simulation results to determine the efficient granularities and tag arrangement patterns that can improve the effectiveness of RFID navigation in general.
A mobile manipulator is capable of handling a wide range of workspaces by overcoming the limitations of mobility inherent in existing fixed-base manipulators. To simulate the mobile manipulator, two contact operations should be considered in the physics engines. One of these operations is the grasp stability between the gripper and the object, while the other involves the contact between the wheels of the mobile robot and the ground during driving. However, it is still difficult to choose an appropriate physics engine for simulating these contact operations of the mobile manipulator. In this paper, the performance of physics engines for simulating the mobile manipulator is evaluated. Firstly, the grasp stability of the physics engine is quantitatively evaluated based on the contact force discontinuity. Secondly, when the mobile robot is controlled by open or closed-loop control methods, differences in the path taken by the mobile robot depending on the physics engine are analyzed. To assess the performance of robot simulation, three dynamic simulators-MuJoCo, CoppeliaSim, and IsaacSim-are used along with five physics engines: MuJoCo, Newton, ODE, Bullet, and PhysX.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.20
no.9
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pp.964-970
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2014
In this study we have developed an anthropomorphic robot hand and arm by using tendon-tubes which can be used for people's everyday life as a robot's dynamic power transmission device. Most previous robot hands or arms had critical problem on dynamic optimization due to heavy weight of power transmission parts which placed on robot's finger area or arm area. In order to resolve this problem we designed light-weighted robot hand and arm by using tendon-tubes which were consisted of many articulations and links just like human's hand and arm. The most prominent property of this robot hand and arm is reduction of the weight of robot's power transmission part. Reduction of weight of robot's power transmission parts will allow us to develop energy saving and past moving robot hands and arms which can be used for artificial arms. As a first step for real development in this study we showed structural design and demonstration of simulation of possibility of a robot hand and arm by tendon-tube. In the future research we are planning to verify practicality of the robot hand and arm by applying sensing and controlling method to a specimen.
Kim, Yoon-Sang;Seok, Kwang-Ho;Lee, Chang-Mug;Kwon, Oh-Young
Journal of information and communication convergence engineering
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v.8
no.2
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pp.180-184
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2010
This paper proposes a robot motion authoring using finger-robot interaction. The proposed method is a user friendly method that easily authors (creates and controls) robot motion according to the number of fingers. The effectiveness of the proposed motion authoring method was verified based on motion authoring simulation of an industrial robot.
Digital control of robot manipulator employs discrete-time robot models. It is important to explore effective discrete-time robot models and to analyze their properties in control system designs. This paper presents a new type discrete-time robot model. The model is derived by using trapezoid rule to approximate the convolution integral term, then eliminating nonlinear force terms from robot dynamical equations. The new model obtained has very simple structure, and owns the properties of independence to the nonlinear force terms. According to evaluation criteria, three aspects of the model properties: model accuracy, model validity range and model simplicity are examined and compared with commonly used discrete-time robot models. The validity of the proposed model and its advantages to control system designs are verified by simulation results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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