Återkopplad Kontroll av ett 3D-skrivet Mjukt Ställdon med Mjuka Positionssensorer

This thesis performs closed-loop control of a 3D printed soft bending actuator with feedback from a 3D printed strain sensor. This process utilizes the Finite Element Method (FEM) to design a bellow type pneumatic bending actuator that can handle pressures up to 4 bar. The developed actuator is produced with a Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printer method with the elastic filament NinjaFlex. Soft sensors are 3D printed with the conductive filament Eel and their strain-resistive performance in hysteresis, linearity, and repeatability are investigated by testing 3D printed sensors with different shapes. The optimal sensor design is then selected and applied onto the soft actuator and the resistance signal from the sensor is used as the shape feedback signal for the soft actuator. Two different controllers are applied for the shape control of the soft actuator using the feedback from the sensor and the controller performance is compared experimentally. A gripper composed of three closed-loop controlled soft actuators is developed to perform complex grasping tasks. Denna avhandling konstruerar ett 3D-skrivet mjukt ställdon som återkopplas med en 3D-skriven böjsensor. Arbetet använder Finita Elementmetoden (FEM) för att skapa ett böjande bälgställdon som klarar av 4 bar av lufttryck. Det framtagna ställdonet är tillverkad av det elastiska filamentet NinjaFlex med 3D-skrivarmetoden Smält Deponeringsmodellering (FDM). Dem mjuka sensorerna är 3D-skrivna med det elektriskt ledande filamentet Eel. Sensorernas ansträgning-resistiva prestanda med avseende på hysteres, linjäritet, och repeterbarhet är undersökta genom att utföra experiment med olika former. Den optimala sensorformen är sedan applicerad på det mjuka ställdonet och dess resistiva signal från sensorn används för återkoppling av det mjuka ställdonets böjning. Med den applicerade sensorn utvärderas två olika kontrollmetoder för att kontrollera böjningen av det mjuka ställdonet, kontrollmetodernas prestanda jämförs sedan experimentellt. Ett gripdon som består av tre återkopplade, mjukaställdon är sedan konstruerad för att utföra komplexa grepp.