Utveckling och studie av ett 3D-utskrivet mjukt ställdon

This master thesis report is focused on the development and study of a tendon driven soft actuator for use on the Honda Haru robot. The single degree of freedom actuator will be used to actuate the eyes of the robot. Motivating development of this new actuator is the operational safety of the robot. A soft continuum actuator can provide a higher level of inherent safety as compared with the currently used rigid actuator. After development, a factorial study of the developed actuator was performed in order to understand the effect of velocity, load and material hardness on the actuator motion. The results of this study show that the linearity, hysteresis and current draw of the actuator are all affected by varying material and velocity. No significant effect of actuator load was measured. Data-driven system identification of the actuator was later performed using polynomial models. A relative comparison of standard-, nonlinear- and adaptive ARX models showed that adaptive ARX is most suitable to capture the dynamicsof the developed actuator under dynamic conditions.Denna examesarbetesrapport täcker utveckling samt studie av ett 3d-utskrivet mjukt ställdon. Det vajerdrivna ställdonet är designat för att driva ögonrörelser på den sociala roboten HARU och utvecklingen motiverades av den ökade säkerhet som en mjuk och eftergivlig komponent kan ge robotens användare jämfört med den nuvarande stela mekanismen. Den utvecklade komponenten undersöktes sedan i två faser. Först utfördes en faktorstudie där rörelsehastighets, lastvikts samt materialhårdhets påverkan på ställdonets kinematik undersöktes. Resultaten från denna studie visar att linjäritet, hysteres samt strömförbrukning av det utvecklade ställdonet påverkas av rörelsehastighet samt materialets hårdhet. Ingen signifikant påverkan av lastvikt uppmättes. Utöver faktorstudien undersöktes även förmågan av olika polynomialmodeller att modellera ställdonet med god nogrannhet. Linjära, ickelinjära samt rekursiva linjära modeller utvecklades via systemidentifiering och deras prestanda jämfördes. Resultaten från detta visar att rekursiva linjära modeller är bäst lämpade för att modellera det utvecklade ställdonet under dynamiska förhållanden