Construction of an Impedance Control Test Bench

要約

人間と同様に、環境やオブジェクトとの物理的な相互作用を制御することは、さまざまな種類のロボットにわたって共有要件です。
この相互作用を効果的に制御するには、負荷に供給される電力、つまり相互作用力と相互作用速度を制御する必要があります。
ただし、これら2つの量を同時に独立して制御することはできません。
別の方法は、たとえば、インピーダンスとアドミタンス制御を使用して、それらの関係を制御することです。
インピーダンス制御2次元（IC2D）ベンチは、関節レベルで異なるアクチュエーターとコントローラーのパフォーマンス分析を可能にするために設計されたテストベンチです。
したがって、線形および/または回転運動の組み合わせを可能にし、電気および/または油圧アクチュエーターを使用して、ユーザーが既知および/または油圧アクチュエータを使用できるように、可能な限り汎用性が高いように設計されました。
ベンチは、研究グループの需要によって定義された一連の要件を遵守し、システムのダイナミクスモデルとコントローラーの設計を検証するための信頼性の高いバックラッシュフリーメカトロニクスシステムであり、電気および油圧アクチュエーターのベンチマークのための貴重な実験セットアップです。
この記事では、テストベンチの堅牢性と信頼性を確保するために使用される機械的、電気的、油圧構成を紹介します。
これに類似したベンチは、世界中のロボット研究所でよく見られます。
ただし、IC2Dは、その汎用性と信頼性、および油圧および電気アクチュエーターのサポートで際立っています。

要約(オリジナル)

Controlling the physical interaction with the environment or objects, as humans do, is a shared requirement across different types of robots. To effectively control this interaction, it is necessary to control the power delivered to the load, that is, the interaction force and the interaction velocity. However, it is not possible to control these two quantities independently at the same time. An alternative is to control the relation between them, with Impedance and Admittance control, for example. The Impedance Control 2 Dimensions (IC2D) bench is a test bench designed to allow the performance analysis of different actuators and controllers at the joint level. Therefore, it was designed to be as versatile as possible, to allow the combination of linear and/or rotational motions, to use electric and/or hydraulic actuators, with loads known and defined by the user. The bench adheres to a set of requirements defined by the demands of the research group, to be a reliable, backlash-free mechatronic system to validate system dynamics models and controller designs, as well as a valuable experimental setup for benchmarking electric and hydraulic actuators. This article presents the mechanical, electrical, and hydraulic configurations used to ensure the robustness and reliability of the test bench. Benches similar to this one are commonly found in robotics laboratories around the world. However, the IC2D stands out for its versatility and reliability, as well as for supporting hydraulic and electric actuators.

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