Precise position control of mobile manipulators

Mobil robotlar, lokomosyon kabiliyeti sayesinde yapısal olarak düzensiz ve dinamik ortamlarda görev icra edebilen robotik sistemler olarak işlev görür. Mobil manipülasyon görevlerindeki temel kontrol zorluğu, mobil taban ile manipülatör kol arasındaki hareket koordinasyonudur ve bu, basit kontrol mimarilerinin yetersiz kalma- sına neden olacak kadar karmaşıktır. Mecanum tekerleklerin kullanıldığı omnidirectional (çok yönlü) platformlar, yüksek manevra kabiliyetine sahip olmalarına rağmen, mekanik teker kaymaları nedeniyle konum ölçümlerinde ciddi belirsizlikler oluşturarak ek problemler getirir. Bu çalışma, istenen yol hatasının büyüklüğüne göre kontrol kazançlarını ayarlayan bir adaptif PID kontrol algoritması önermektedir. Dış sensörlere ihtiyaç duymadan gerçek zamanlı çalışabilen, mutlak konum ve duruş açısı ölçümü yapan bir sistem geliştirilmiş ve kapalı çevrimli konum takibine olanak sağlanmıştır. Çalışmada, Mecanum tekerlekli bir mobil taban ve 6 serbestlik dereceli endüstriyel bir robot koldan oluşan bir mobil manipülatör sistemi ile koordineli hareket gerçekleştirilmiştir. Üç farklı yol tipi (trapez, kare ve dairesel) ve dört farklı hız seviyesi (100–400 mm/s) hem simülasyon hem de fiziksel deneylerle değerlendirilmiştir. Adaptif kontrol tekniği, düşük hızlarda milimetre düzeyinde hassas yol takibi sağlamaktadır. Mobil taban ve manipülatörün eşzamanlı hareketine olanak tanıyan senkronize hareket yaklaşımı, görev süresini dur-kalk çalışmaya kıyasla %42.5 oranında azaltmaktadır. Araştırma, hata ölçümüne dayalı adaptif kazanç kontrolünün daha iyi sonuçlar verdiğini ve senkronize hareketin mobil manipülasyon performansını artırdığını göstermektedir.