Realisering og evaluering av armmontert eksoskjelett

Abstract

Denne oppgaven har hatt som mål å utarbeide en måte å styre et enkelt slangerobotleddved hjelp av et ett-ledds eksoskjelett koblet til håndleddet til en operatør. Operatøren skal samtidig få tilbakemelding direkte fra eksoskjelettet på krefter som robotleddet utsettes for, slik at styringen blir bilateral. I forprosjektet til denne oppgaven ble teorien for styringen av et slikt system gjennomgått. To enkle styringsalgoritmer ble utviklet, og et forslag til design av en prototype ble utarbeidet.Denne oppgaven fortsetter arbeidet fra forprosjektet. Det ble utarbeidet en funksjonsspesifikasjon for prototypen basert på forprosjektets resultater. Denne innebar at prototypen skulle kunne måle både dreiemoment og vinkelposisjon til operatørens håndledd, og samtidig ha en aktuator som kan yte en motkraft til operatørens bevegelse. Flere mulige design for eksoskjelettet ble utarbeidet og vurdert opp mot hverandre, før et endelig design ble bestemt.Eksoskjelettet ble bygget i samarbeid med institutt for teknisk kybernetikks mekaniskeverksted. Komponenter ble hovedsakelig anskaffet fra verkstedets lager. Enkelte deler ble spesiallagd av verkstedet, eller bestilt fra butikk.Akseptansekrav fra funksjonsspesifikasjonen ble gjennomgått for den ferdig konstruerteprototypen, og det ble konkludert med at eksoskjelettet oppfulgte de krav som ble satt ved starten av oppgaven. Det ble utført en test hvor et slangerobotledd og prototypen kobles sammen og styrer hverandre i henhold til målet med oppgaven. Av tidsmessige årsaker ble det ikke tid til å fullstendig teste styrealgoritmene som ble utviklet i forprosjektet. I stedet ble en enkel posisjon-til-posisjonsstyring implementert for å vise at konseptet fungerer. Ved testing viste denne styringen å gi nokså tilfredsstillende resultater.Det har blitt foreslått videre arbeid for prosjektet. Enten gjennom å utvide det eksisterende eksoskjelettet med flere ledd, eller å se på muligheten for å utvikle en ny og sterkere prototype med utgangspunkt i de erfaringer som har blitt gjort i løpet av dette prosjektet.