روندهای اخیر در مورد طرح ها و رویکردهای ربات نوآورانه

1 ،* و

گروه مهندسی مکانیک ، مهندسی انرژی و مدیریت ، دانشگاه کالابریا ، 87036 رند ، ایتالیا

بخش GMSC ، موسسه PPRIME ، Université de Poitiers ، CNRS ، ENSMA ، UPR 3346 ، 86962 Poitiers ، فرانسه

نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود. کاربردعلمی2023 ، 13 (3) ، 1388 ؛https://doi. org/10. 3390/APP13031388 دریافت: 17 ژانویه 2023 / پذیرفته شده: 18 ژانویه 2023 / منتشر شده: 20 ژانویه 2023 (این مقاله متعلق به طرح ویژه و رویکردهای نوآورانه ربات است)

1. معرفی

استفاده و عملکرد روبات ها با سرعت زیادی در حال تحول هستند و باعث ایجاد علاقه به راه حل های خلاقانه در یک بازار بالقوه سریع در صنایع برش با برنامه های کاربردی از جمله روباتیک خدمات ، روباتیک جراحی و توانبخشی و روباتیک کمکی می شوند. در این زمینه ، ایده های تازه ، رویکردها و برنامه ها هنوز هم به توجه قابل توجهی نیاز دارند. به عنوان مثال ، روباتیک کمکی ، روبات های جراحی و توانبخشی ، روباتیک خدمات و سایر حوزه های کاربردی برش به طور فزاینده ای اهمیت می یابد ، نه تنها از دیدگاه فناوری و مالی بلکه از نظر پیامدهای آنها برای زندگی روزمره و جامعه همانطور که به عنوان مثال گزارش شده است[1،2،3،4،5،6،7،8،9،10،11،12]. حتی استفاده و عملکرد روبات ها در خطوط مونتاژ و در سایر چارچوب های معمولی به نفع روشهای تولید انعطاف پذیر و چابک نوآورانه تغییر می یابد. طرح های جدید نیز به طور گسترده مورد بررسی قرار می گیرند ، از جمله روبات های موازی کابل محور (CDPR) ، زیرا طراحی مفهومی آنها می تواند از نظر فضای کار بزرگ ، قابلیت بازسازی ، ظرفیت بار بزرگ و پویایی عملکرد کلیدی را ارائه دهد [13،14،15،16]بشر

این شماره ویژه با هدف جذب تحقیقات و بررسی مقالات بر روی هرگونه طراحی نوآورانه ربات یا رویکرد مدل سازی/کنترل است. مقالات منتشر شده در این شماره ویژه ، طیف گسترده ای از مباحث ، از جمله دستکاری ربات ، فعال سازی سفتی متغیر ، سیستم تلفن همراه ، روباتیک اجتماعی ، بهینه سازی کار ، رعایت ربات ، دستگاههای زیست پزشکی ، روباتیک مشترک ، برنامه ریزی مسیر و روباتیک های پوشیدنی را در بر می گیرد. اولین مقاله منتشر شده مفهوم یک سیستم روباتیک برای میزان خاصیت مواد بیولوژیکی ، متشکل از یک سریال سریال را در ترکیب با یک ربات موازی مانند دلتا ارائه می دهد. این امر به ویژه برای جلوگیری از خطرات آلودگی ها که با یک راه حل طراحی و مدل های شبیه سازی در [17] گزارش شده است ، بسیار ارزشمند است. مقاله دوم به مفهوم "صنعت 4. 0" بر اساس استفاده از روبات های مشارکتی می پردازد [18]. به طور خاص ، نویسندگان یک چارچوب حاملگی برای کنترل یک مانیتور روباتیک مشترک با استفاده از حرکات اشاره گر ارائه می دهند. یک فضای کاری مشارکتی روباتیک منحصر به فرد به نام محل کار همکاری پیچیده HRI (Cocohrip) در اطراف چارچوب حرکتی برای ارزیابی روش و فراهم کردن مبنایی برای توسعه آینده برنامه های HRI طراحی شده است [18]. مقاله سوم با ارائه توسعه یک سیستم نظارت بر گشتاور داخلی برای Aspire ، یک روبات موازی که برای توانبخشی شانه طراحی شده است ، بر روبات ها برای کارهای توانبخشی متمرکز شده است. تجزیه و تحلیل کامل در مورد مؤلفه های سیستم روباتیک با هدف تعیین رفتار پویا سیستم ، همانطور که در [19] گزارش شده است. مقاله چهارم به سنتز ساختاری-پارامتری و تجزیه و تحلیل سینماتیک کلاس Robomech از مکانیسم های موازی (PM) که دارای دو کشویی است ، می پردازد. روشهای پیشنهادی اجازه می دهد تا یک PM با ساختار و پارامترهای هندسی پیوندها برای به دست آوردن قوانین داده شده از حرکات پیوندهای ورودی و خروجی (کشویی) به دست بیاید. در این مقاله ، کاربردی احتمالی از رویکرد پیشنهادی برای طراحی PM برای یک خط فناوری با مهار سرد ، همانطور که در [20] گزارش شده است ، تشریح شده است.

مقاله پنجم مدلهای جدیدی از مکانیسم های موازی قابل تنظیم (RPMS) را با یک درجه آزادی فعال (1-DOF) ارائه می دهد. مکانیسم ها حاوی سه تا شش زنجیره سینماتیک یکسان هستند که سه (برای سه پایه) تا صفر (برای هگزاپود) DOF های غیرقابل کنترل را فراهم می کنند. هر زنجیره سینماتیک در مکانیسم سنتز شده از قطعات مسطح و مکانی تشکیل شده است. چنین طرحی حتی در صورت ثابت بودن پیوند رانندگی ، قابلیت های تنظیم مجدد را در اختیار آنها قرار می دهد. این اجازه می دهد تا تولید مثل مسیرهای متنوع خروجی بدون استفاده از محرک های اضافی ، همانطور که در [21] گزارش شده است. در مقاله ششم طراحی مکانیکی از چهار درجه آزادی (DOF) ویلچر مجهز به اسکلت فوقانی اندام فوقانی ارائه شده است. این طرح از یک مکانیسم غیر قابل برگشت استفاده می کند که می تواند موقعیت خروجی را بدون مصرف انرژی نگه دارد و به کاربران کاملاً فلج کمک کند. نتایج اولیه برای نشان دادن اثربخشی و قابلیت اطمینان استفاده از طرح پیشنهادی برای افراد معلول جسمی ارائه شده است ، همانطور که در [22] گزارش شده است. مقاله هفتم به طراحی بهینه یک روبات موازی کابل محور مسطح (CDPR) ، با سه درجه آزادی ، در نظر گرفته شده است که برای کمک به اندام فوقانی تحت تأثیر بیمار در امتداد یک حرکت تجویز شده در نظر گرفته شده است. نمونه اولیه از طراحی بهینه CDPR به صورت تجربی تهیه و تأیید شد ، همانطور که در [23] گزارش شده است. مقاله هشتم به توسعه Resqbot 2. 0 - یک ربات نجات موبایل که برای انجام استخراج تلفات طراحی شده است ، می پردازد. طراحی و توسعه پیشنهادی سیستم مکانیکی و همچنین روش بارگذاری ایمن یک تلفات تمام بدن بر روی "بستر برانکارد" ربات ، به تفصیل شرح داده شده است ، همانطور که در [24] گزارش شده است. مقاله NINETH با مرکز فوری که یک ویژگی مهم سینماتیک است که می تواند برای آنالیز سرعت و آنالیز ، سنتز پیکربندی و مدل سازی پویا پیوندهای مسطح چند درجه آزادی (چند DOF) استفاده شود ، سروکار دارد. در این مقاله دو معیار برای تبدیل پیوندهای مسطح چند حلقه ای تک حلقه ای به یک پیوند مجازی دو حلقه با اضافه کردن پیوندهای مجازی ارائه شده است. روش پیشنهادی را می توان در طیف گسترده ای از پیوندهای مسطح Multi-DOF N-BAR (N ≥ N) تک حلقه ای استفاده کرد ، همانطور که در [25] گزارش شده است. مقاله دهم به سنتز ساختار سینماتیک یک دستکاری کننده روباتیک می پردازد تا با ارائه چهار الگوریتم مختلف با استفاده از کنوانسیون استاندارد Denavi t-Hartenberg و Bézier تقریب و جبر وکتور را تعیین کند.

نتایج با سه نمونه نمونه انتخاب شده نشان داده شده و با اندازه گیری قابلیت دستکاری و طول پیوند کل ساختارهای سینماتیک نهایی ، همانطور که در [26] گزارش شده است ، ارزیابی می شوند.

مقاله یازدهم با پیشنهاد مکانیسمی که می تواند به طور خودکار نیروهای برش را کاهش دهد در صورتی که Burr بیش از حد زیاد باشد ، به Deburring Robotic اشاره دارد و در صورتی که ضخامت Burr دوباره قابل قبول باشد ، می تواند به پیکربندی پایه بازگردد. اثربخشی مکانیسم پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی های پویا با استفاده از موارد آزمون انتخاب شده تأیید می شود. کاهش 60 ٪ نیروهای برش ، با توجه به ارتفاع 6 میلی متر فولادی ، همانطور که در [27] گزارش شده است ، به دست می آید. مقاله دوازدهم یک مدل سینماتیک جدید را برای یک مکانیسم Torso سازگار با تاندون محور برای روبات های انسان دوستانه معرفی می کند ، که توصیف رفتار پیچیده یک سیستم ادغام اجسام سفت و سخت با تاندون های فعال سازی انعطاف پذیر است. با الهام از ستون فقرات انسان ، مکانیسم پیشنهادی مبتنی بر ستون فقرات انعطاف پذیر است که شکل آن توسط دو جفت تاندون های آنتاگونیستی کنترل می شود. آزمایش های اولیه گزارش شده است که صحت و کارآیی مکانیسم پیشنهادی TORSO را نشان می دهد ، همانطور که در [28] گزارش شده است. مقاله آخر یک طراحی نوآورانه روباتیک با الهام از عملکرد و آناتومی پای انسان برای طراحی انسان دوستانه را معرفی می کند. مکانیسم پا پیشنهادی از سه بدن اصلی تشکیل شده است ، برای نشان دادن پاشنه ، گیاه و انگشتان پا ، که توسط اتصالات سازگار برای بهبود تعادل و جذب ضربه متصل هستند. طرح پیشنهادی با یک شبیه سازی عددی تأیید شد ، همانطور که در [29] گزارش شده است.

ویراستاران مهمان این شماره ویژه می خواهند از نویسندگان و داوران بخاطر تلاش و زمان صرف شده در مشارکتهای ارزشمند علمی و بازخوردهای مفید که با کیفیت بالا و علمی از روندهای اخیر در طراحی نوآورانه ربات ها را تأیید کرده است ، قدردانی کنند. رویکرد

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

1. منابع
2. تای ، ک. ؛El-Sayed ، A.-R. ؛شهریری ، م. ؛Biglarbegian ، م. ؛محمود ، س. ایالت هنر و برنامه های کاربردی روباتیک. Robotics 2016 ، 5 ، 11. [Google Scholar] [CrossRef] [نسخه سبز]
3. Muñoz ، J. ؛لوپز ، ب. ؛Quevedo ، f. ؛باربر ، ر. ؛Garrido ، S. ؛Moreno ، L. برنامه ریزی مسیر هندسی محدود برای درک روباتیک با تکامل دیفرانسیل و میدان راهپیمایی سریع. Robotica 2023 ، 41 ، 414-432.[Google Scholar] [CrossRef]
4. گول ، M. A. ؛بای ، س. ؛Bak ، T. مروری بر طراحی اسکلت های اندام فوقانی. Robotics 2020 ، 9 ، 16. [Google Scholar] [CrossRef] [نسخه سبز]
5. ژانگ ، ص ؛ژانگ ، J. تولید حرکتی برای روبات اسکلت اسکلت با استفاده از توالی های اولیه حرکات پویا همراه با یادگیری تقویت. Robotica 2022 ، 40 ، 2732 2747.[Google Scholar] [CrossRef]
6. قرمن ، ب. ؛Birlescu ، I. ؛Plitea ، n. ؛Carbone ، G. ؛تارنیتا ، د. ؛Pisla ، D. در فضای کاری عاری از تکینگی یک ربات موازی برای توانبخشی LIMB پایین. پروکرامACADسر. یک ریاضیفیزیکفناوری. علمیinf. علمی2019 ، 20 ، 383-391.[Google Scholar]
7. Carbone ، G. ؛قرمن ، ب. ؛Ulinici ، I. ؛ویدا ، ج. ؛Pisla ، D. طراحی برای یک دستگاه توانبخشی رباتیک ذاتاً ایمن. در پیشرفت در خدمات و روباتیک صنعتی ، مجموعه مقالات بیست و یکمین کنفرانس بین المللی روباتیک در منطقه آلپ-آدریا-دانوب ، RAAD 2017 ، تورینو ، ایتالیا ، 21-23 ژوئن 2017 ؛اسپرینگر: چم ، سوئیس ، 2018 ؛صص 1025-1032.[Google Scholar] [CrossRef]
8. ویدا ، ج. ؛Birlescu ، I. ؛پیلا ، ا. Ulinici ، I.-M. ؛تارنیتا ، د. ؛Carbone ، G. ؛Pisla ، D. طراحی سیستماتیک یک سیستم روباتیک موازی برای توانبخشی اندام تحتانی. IEEE Access 2020 ، 8 ، 34522-34537.[Google Scholar] [CrossRef]
9. بن حمیدا ، من. ؛Laribi ، M. A. ؛Mlika ، A. ؛Romdhane ، L. ؛Zeghloul ، S. سنتز ابعادی و ارزیابی عملکرد چهار مدیر موازی ترجمه. Robotica 2021 ، 39 ، 233-249.[Google Scholar] [CrossRef]
10. میشرا ، S. K. ؛Kumar ، C. S مدل سازی انطباق یک سری کامل 6-DOF-با انعطاف پذیری مبتنی بر انعطاف پذیر استوارت مانند میکروماپول ساز مانند. Robotica 2022 ، 40 ، 3435-3462.[Google Scholar] [CrossRef]
11. هان ، س. ؛جی ، ا. جیانگ ، ن. ؛هو ، ج. ؛گورب ، S. N. یک ربات کوهنوردی با پنجه های زوج با الهام از حرکت گکو. Robotica 2022 ، 40 ، 3686-3698.[Google Scholar] [CrossRef]
12. Nekoo ، S. R. ؛Acosta ، J. ؛Ollero ، A. معادله دیفرانسیل Riccati وابسته به حالت مبتنی بر کواترنیون برای هواپیماهای بدون سرنشین چهارگانه: مشکل کنترل تنظیم در پرواز هوازی. Robotica 2022 ، 40 ، 3120-3135.[Google Scholar] [CrossRef]
13. هافمن ، ت. ؛Prause ، G. در چارچوب نظارتی برای روبات های تحویل مایل آخر. ماشین آلات 2018 ، 6 ، 33. [Google Scholar] [CrossRef] [نسخه سبز]
14. Ennaiem ، f. ؛چاکر ، ا. Arévalo ، J. ؛لاریبی ، م. ؛بنور ، س. ؛Mlika ، A. ؛Romdhane ، L. ؛Zeghloul ، S. حساسیت مبتنی بر انتخاب یک ربات موازی بهینه کابل محور برای اهداف توانبخشی. Robotics 2021 ، 10 ، 7. [Google Scholar] [CrossRef]
15. Ennaiem ، f. ؛چاکر ، ا. Sandoval ، J. ؛Mlika ، A. ؛Romdhane ، L. ؛بنور ، س. ؛Zeghloul ، s. ؛Laribi ، M. A. یک ربات موازی کابل ترکیبی به عنوان راه حل مسئله فضای کاری چرخشی محدود. Robotica 2023 ، 41 ، 1-19.[Google Scholar] [CrossRef]
16. Laribi ، M. A. ؛Carbone ، G. ؛Zeghloul ، S. در مورد طراحی بهینه ربات موازی کابل محور با یک فضای کاری تجویز شده برای کارهای توانبخشی اندام فوقانی. J. Bionic Eng. 2019 ، 16 ، 503-513.[Google Scholar] [CrossRef]
17. Qian ، S. ؛زی ، ب. ؛شانگ ، دبلیو. Xu ، Q. بررسی روبات های موازی کابل محور. چانهJ. Mech. مهندس2018 ، 31 ، 66. [Google Scholar] [CrossRef]
18. مالیشف ، د. ؛Rybak ، L. ؛Carbone ، G. ؛Semenenko ، T. ؛Nozdracheva ، A. طراحی بهینه از یک مانیتور موازی برای افزایش مواد زیستی با توجه به فضای کاری و مناطق تکینگی. کاربردعلمی2022 ، 12 ، 2070. [Google Scholar] [CrossRef]
19. čorňák ، م. ؛Tölgyessy ، م. ؛Hubinský ، P. روش مشارکتی نوآورانه برای تعامل بین یک اپراتور انسانی و دستکاری کننده روباتیک با استفاده از حرکات اشاره گر. کاربردعلمی2022 ، 12 ، 258. [Google Scholar] [CrossRef]
20. پیلا ، د. ؛تارنیتا ، د. ؛توکان ، ص. توهانی ، ن. ؛ویدا ، ج. ؛Geonea ، I. D. ؛Bogdan ، G. ؛Abrudan ، C. ؛Carbone ، G. ؛Plitea ، N. یک ربات موازی با نظارت بر گشتاور برای کارهای توانبخشی تک قطبی براکیال. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 9932. [Google Scholar] [CrossRef]
21. Baigunchekov ، Z. ؛Laribi ، M. A. ؛Carbone ، G. ؛مصطفی ، ا. امانوف ، ب. ؛Zholdassov ، Y. سنتز ساختاری و پارامتری مکانیسم موازی کلاس Robomech با دو کشویی. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 9831. [Google Scholar] [CrossRef]
22. FOMIN ، A. ؛پتلین ، د. ؛آنتونوف ، ا. Glazunov ، v. ؛Ceccarelli ، M. نمونه سازی مجازی و فیزیکی مکانیسم های موازی قابل تنظیم با فعال سازی تک. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 7158. [Google Scholar] [CrossRef]
23. گول ، م. ؛Thoegersen ، م. ؛بنتسون ، س. ؛محمد ، م. ؛Struijk ، L. A. ؛Moeslund ، T. ؛Bak ، T. ؛Bai ، S. یک اسکلت اندام فوقانی 4-DOF برای کمک های فیزیکی: طراحی ، مدل سازی ، کنترل و ارزیابی عملکرد. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 5865. [Google Scholar] [CrossRef]
24. Ennaiem ، f. ؛چاکر ، ا. لاریبی ، م. ؛Sandoval ، J. ؛بنور ، س. ؛Mlika ، A. ؛Romdhane ، L. ؛Zeghloul ، S. رویکرد طراحی مبتنی بر کار: توسعه یک روبات موازی کابل محور مسطح برای توانبخشی اندام فوقانی. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 5635. [Google Scholar] [CrossRef]
25. Saputra ، R. P. ؛Rakicevic ، n. ؛Kuder ، I. ؛Bilsdorfer ، J. ؛گف ، ا. داکین ، ا. د کاکر ، ه. ؛راک ، س. ؛هارپین ، ر. ؛Kormushev ، P. Resqbot 2. 0: طراحی بهبود یافته از یک ربات نجات موبایل با یک دستگاه تأمین کننده گردن بادی برای استخراج تلفات ایمن. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 5414. [Google Scholar] [CrossRef]
26. NIE ، L. ؛دینگ ، ح. Ting ، K.-L. ؛Kecskeméthy ، A. شناسایی مرکز فوری پیوند مسطح چند حلقه ای تک حلقه ای با استفاده از پیوند مجازی. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 4463. [Google Scholar] [CrossRef]
27. Huczala ، د. ؛Kot ، T. ؛Pfuer ، م. ؛Heczko ، د. ؛Oščádal ، ص. ؛Mostýn ، V. تخمین اولیه ساختار سینماتیک یک دستکاری کننده روباتیک به عنوان ورودی برای سنتز آن. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 3548. [Google Scholar] [CrossRef]
28. بوتین ، م. ؛Cocuzza ، s. ؛ماسارو ، M. مکانیسم سفتی متغیر برای کاهش نیروهای برش در غوطه وری روباتیک. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 2883. [Google Scholar] [CrossRef]
29. روسو ، م. ؛Ceccarelli ، م. ؛Cafolla ، D. مدل سازی سینماتیک و تجزیه و تحلیل حرکت یک مکانیسم پیچ و خم انسان انسانی. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 2607. [Google Scholar] [CrossRef]

روسو ، م. ؛Chaparo-rico ، B. D. M. ؛پاون ، ل. ؛Pasqua ، G. ؛Cafolla ، D. مکانیسم پای انسان دوستانه بیوینس. کاربردعلمی2021 ، 11 ، 1686. [Google Scholar] [CrossRef]

یادداشت سلب مسئولیت/ناشر: اظهارات ، نظرات و داده های موجود در کلیه نشریات صرفاً مربوط به نویسنده (ها) و مشارکت کننده (ها) و نه MDPI و/یا ویراستار (ها) است. MDPI و/یا ویراستار (ها) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا املاک ناشی از هرگونه ایده ، روش ، دستورالعمل یا کالاهایی را که در محتوا به آنها اشاره شده است ، رد می کنند.

به اشتراک گذاشتن و استناد

سبک MDPI و ACS

Carbone ، G. ؛Laribi ، M. A. روندهای اخیر در مورد طراحی و رویکردهای نوآورانه ربات. کاربردعلمی2023 ، 13 ، 1388. https://doi. org/10. 3390/APP13031388

سبک AMA

Carbone G ، Laribi MA. روندهای اخیر در مورد طرح ها و رویکردهای نوآورانه ربات. علوم کاربردی . 2023 ؛13 (3): 1388. https://doi. org/10. 3390/APP13031388

شیکاگو/سبک تورابی

Carbone ، Giuseppe و Med Amine Laribi. 2023. "روندهای اخیر در طراحی و رویکردهای نوآورانه ربات" علوم کاربردی 13 ، شماره. 3: 1388. https://doi. org/10. 3390/APP13031388

سبک های دیگر را پیدا کنید