Original title: McKibbenův pneumatický sval - modelování a použití v hmatovém rozhraní
Translated title: Modelling and Using of McKibben Pneumatic Muscle in Haptic
Authors: Kopečný, Lukáš ; Janotková, Eva (referee) ; Nevřiva,, Pavel (referee) ; Šolc, František (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2009
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Práce popisuje vlastnosti McKibbenova pneumatického svalu a představuje dosavadní stav jeho matematického modelu, který rozšiřuje především v oblasti termodynamiky. Nový termodynamický model vychází z metody použité doposud pouze pro popis termodynamických jevů během pracovního cyklu pneumatického válce. Tato metoda je aplikována na pneumatický sval, následně podstatně rozšířena a do nově navrženého matematického modelu je zahrnuto i teplo generované třením. Dále je verifikována platnost tohoto modelu a jeho chování diskutováno s charakteristikami naměřenými na reálném systému. Praktická část práce je věnována hmatovým rozhraním a popisu konstrukce vlastní hmatové rukavice s pneumatickými svaly. Je navrženo její řízení v otevřené smyčce pomocí matematického modelu pneumatického svalu. Navržená hmatová rukavice je velmi lehká, kompaktní a levná, vhodná pro ovládání a zpětnovazební silové působení v robotice, teleprezenci či virtuální realitě. This work describes exceptional properties of McKibben pneumatical muscle and introduces its state-of-the-art model. The mathematical model is extended especially in a field of a thermodymical behavior. A new model applies a method used for describing of a thermodynamical behavior of pneumatic cylinders until now. This method is significantly upgraded to fit a muscle behavior, particularly by considering a heat generated by a muscle internal natural friction. The model is than verified and discussed with a real system. The haptic part introduces a development and design of a haptic glove interface for the use in robotics, especially in telepresence, or in VR. The force and touch feedback is provided by Pneumatic Muscles controlled by an open loop algorithm using the introduced mathematical model. The design is light and compact.
Keywords: friction identification; haptic glove; McKibben pneumatic muscle; open loop control; Pneumatic muscle actuator; polytrophic process.; thermodynamical model; uncommon actuators; hmatová rukavice; hmatové rozhraní; identifikace tření; McKibbenův pneumatický sval; netradiční pohony; polytropický cyklus; termodynamický model; řízení v otevřené smyčce.

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/14215

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-608141


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses