İki ayaklı robottaki temel elektronik devreler

Abstract

Bu makalede TÜBİTAK destekli “23 Serbestlik Dereceli İnsansı Koşan Robot” projesinin eklemlerini kontrol edebilmek için geliştirilen elektronik sistem tanıtılmaktadır. Bu sistem biri potansiyometre diğeri kodlayıcı olan iki ayrı dâhili duyargadan eklem konumlarını algılamaktadır. Alınan konum bilgileri elektronik devreler ve kontrol bilgisayarı tarafından işlenerek gerekli kontrol sinyalleri üretilmektedir. Eklemleri sürmek için 3 farklı güçte motor kullanılmıştır. Bu motorların ihtiyaç duyduğu gücü, LM12 güç işlemsel kuvvetlendiricilerden oluşan servo sürücü devresi karşılamaktadır. Çevre şartlarından dolayı oluşan gürültüleri engelleyebilmek için kaskı diyotları ve özel filtre devreleri kullanılmıştır. Yapılan deneylerde ortaya çıkan hatalar tespit edilip giderilerek, elektronik devreler mevcut robot için en iyi hale getirilmiştir. Geliştirilen elektronik devre sistemi, 30 KHz gibi oldukça yüksek bir hızda çalışabilmektedir

Keywords

• İki ayaklı robot, elektronik devre

Basic electronics circuits in a biped robot

Abstract

In this paper, electronic circuits that are used as a part of control system of a biped robot project titled “23 degree of Freedom Biped Robot” at Balikesir University are introduced. The angles between adjacent joints are measured by a potentiometer and an kodlayıcı. Measured position information preprocessed by electronic circuits and than the control computer generates necessary control efforts. Three different types of DC electric motors are used. LM12 power opamps based power circuitry supplies the electric motors. In order to suppress environmental noise, clamp diodes and special low pass filters are being utilized. Electronic circuitry experimentally tuned to best service the current robotic system. Present control system can perform a very fast control loop that reaches 30 KHz

Keywords

• Biped robot, electronics circuit

References

1. [1] Kato I. ve Tsuiki H., “Hyraulically Powered Biped Walking Machine with a High Carrying Capacity”, Proceedings of the 4th International Symposium on External Control of Human Extremities, 1972, pp. 410-421.
2. [2] Caldwell D. G., Tsagarakis N. ve Medrano-Cedra G. A., “Pneumatic Muscle Actuator Technology a Light Weight Power System for a Humanoid Robot”, Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May 1998, pp. 3053-3058
3. [3] Hosoda K., Takuma T., Nakamoto A. ve Hayashi S. "Biped robot design powered by antagonistic pneumatic actuators for multi-modal locomotion", Robotics and Autonomous Systems 56, 2008, 46-53
4. [4] Akdas D. ve Medrano-Cerda G. A., “Design of a Stabilizing Controller for a 10- degree of Freedom Bipedial Robot Using Linear Quadratic Regulator Theory”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C, Vol. 215 No C1, 2000, pp. 27-43
5. [5] Akdas D. ve Medrano-Cedra G. A., “A Systematic Approach for Biped Robot Stabilization and Locomotion” , International Conference on Information Technology in Mechatronics, Istanbul, Turkey, 1-3 October 2001, pp. 197-202
6. [6] Löffler K., Gienger M., Pfeiffer F., ve Ulbrich H., "Sensors and Control concept of a biped robot", IEEE Transactions on Industrial Electronics Volume 51 No 5, 2004
7. [7] Lin P. C., Komşuoğlu H., ve Koditschek D. E., “Sensor Data Fusion for Body State Estimation in a Hexapod Robot With Dynamical Gaits”, IEEE Transactions On Robotics, Vol. 22, No. 5, October 2006, pp. 932-943
8. [8] Inaba M., Kanehiro M., Kagami F. S. ve Inoue H., “Two-Armed Bipedial Robot that can Walk, Roll Over and Stand Up”, Proceedings of the 1995 IEEE International Conference on Intelligent Robots and System, Vol. 3, 1995, pp 297-302

9. [9] Kajita S. ve Tani K., “Adaptive Gait Control of a Biped Robot Based on a Real Time Sensing of the Ground Profile”, Proceedings of the 1996 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Minneapolis, April 1996, pp. 570-577
10. [10] Maxon Motors Data Sheet, www.maxonmotor.com
11. [11] Graham C. Goodwin, Stefan F. Graebe, Mario E. Salgado, “Control System Design”, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2001
12. [12] Akdas D. ve Bicakcı S., "İnsansı Robotun Kontrol Sistem Dizaynı", ELECO 2008, Sayfa 397-402, Bursa, 2008.
13. [13] Akdas D. ve Bicakcı S., "Türkiye’nin İlk Çok Serbestlik Dereceli Prototip İnsansı Robotunun Tanıtımı", Çukurova Üniversitesi, Mmf, 30. Yıl Konferansı, Adana, 2008.