Home | Partners | Contract and annexes | Work plan | Research teams | Scientific and technical reports | Published papers | Doctoral thesis | Results | Research infrastructure

"Dunarea de Jos"
University of
Galati
Innovation and creativity  

Project code: PN-II-PT-PCCA-2013-4-0686

Titlul proiectului: Prototipuri de sisteme robotice autonome destinate asistenței medico-sociale şi deservirii unor procese de fabricaţie din metalurgie, ceramică, sticlă și industria de automobile (ProRobSis)

Project title: Prototypes of autonomous robotic systems for medical/social assistance and servicing of manufacturing processes in metallurgy, ceramics, glass and automotive

Prototipul 1 (Autonomous Wheelchair 2DW/2FW): Scaunul cu rotile pentru persoane vārstnice şi cu dizabilităţi, conceput ca robot mobil cu două roţi motoare şi două roţi libere (2DW/2FW)

Prototipul 2 (Autonomous Robot 2DW/1FW, 2DW/2FW): Robot mobil cu doua roti motoare si una  sau doua  roti libere, (2DW/1FW, 2DW/2FW), echipat cu manipulator robotic cu 6 grade de libertate (6-DOF)

    

  

Prototipul 3 (Autonomous Vehicle 4DW/SW): Vehicul autonom tip robot mobil cu  patru roti motoare si directoare omnidirectionale, (4DW/SW), echipat cu manipulator robotic cu 6 grade de libertate (6-DOF)                                                                      

                 vehicul autonom echipat cu manipulator utilzat in industria sticlei               

 PCCA (Proiecte Colaborative de Cercetare Aplicativa)

Call:PN-II-PT-PCCA-2013-4-PROIECTE COLABORATIVE DE CERCETARE APLICATIVA

Prtoject code:

PN-II-PT-PCCA-2013-4-0686

Contract number: 232/1-07-2014

Project title (EN):

 

Prototypes of autonomous robotic systems for medical/social assistance and servicing of manufacturing processes in metallurgy, ceramics, glass and automotive

Titlul proiectului (RO):

Prototipuri de sisteme robotice autonome destinate asistenței medico-sociale şi deservirii unor procese de fabricaţie din metalurgie, ceramică, sticlă și industria de automobile

Research area: ROBOTICS

Director proiect:

Prof. Dr. Ing. Adrian FILIPESCU

Abstract (EN):

The project aims to achieve three prototypes of autonomous robotic systems.

Prototype 1: wheelchair for elderly and people with severe and light disabilities. It is designed as a mobile robot (autonomous system) with two driving wheels and two free wheels (2DW/2FW), with a control structure based on advanced nonlinear techniques (sliding-mode and backstepping) and a structure for navigation and obstacle avoidance based on the combination between face and eye video-biometric system and a laser system and that can assist people with severe neuro-loco motor disabilities, people with light disabilities or elderly. This prototype is already called for trials and experiments to emergency hospitals from Galati and Targoviste, departments: intensive care unit, orthopaedics and neurology. Video-biometric system consists of two high-resolution cameras to monitor all person's face and eye biometric features. Since the control and navigation structure is novelty and originality in the field, it is considered patenting Prototype 1.

Prototype 2 is designed as autonomous robotic system with two driving wheels and one or two free wheels (2DW/1FW or 2DW/2FW), with a remote control system based on advanced nonlinear techniques (sliding-mode and backstepping) and a navigation and obstacle avoidance structure based on ultrasound and laser. The mobile platform is equipped with a 6-DOF manipulator whose remote control and positioning system are based on nonlinear sliding-mode techniques and visual servoing. This prototype is able to handle and transport small medium and large weights, and is designed to operate in collaborative regime for servicing flexible assembly and processing lines to make them reversible, i.e. enabling disassembly or reprocessing, respectively. Disassembly and reprocessing will trigger when the final product does not meet quality requirements for reuse or reprocessing to be brought to the required quality parameters. Prototype 2, with 2DW/1DW and/or 2DW/1FW mobile platforms, equipped with robotic manipulator is already required to be integrated into body assembly lines of the car models Dacia Logan and Sandero at  automotive company "DACIA-RENAULT" Pitesti. Integration Prototype 2 as autonomous robotic system equipped with manipulator into flexible manufacturing lines, in order to make them efficient, balanced and reversible, is for the first time in the field.

Prototype 3 is designed as an autonomous vehicle with four driving and steering (4DW/SW) multidirectional wheels, able to run on any type of road. Its control system is based on advanced nonlinear techniques (sliding-mode and backstepping) having the navigation and obstacle avoidance based on laser system. This autonomous vehicle is equipped with a 6-DOF robotic manipulator, able to carry and handle large loads and weights.  It is designed for handling, transport and towing operations, indoor and outdoor, into manufacturing processes in metallurgy ("ARCELOR MITTAL" Galati-department of crowding raw materials, "VAE APCAROM" Buzau-handling, towing, and transport rails to/from annealing ovens), in ceramics ("CERSANIT" Roman-traction, transport and handling sanitary ceramics between ovens and drying stations) and in glass ("STICLA" Avrig-transport and handling large sheets of glass between the ovens and drying stations). Prototype 3 conceived as autonomous robotic vehicle designed to operate multidirectional on heavy conditions of road and loads, is a premier in the field of robotic systems.

Rezumat (RO):

Prin proiect se doreşte realizarea a trei prototipuri de sisteme robotice autonome. 
Prototipul 1: Scaunul cu rotile pentru persoanele vārstnice şi persoanele cu dizabiltăţi severe şi usoare. Este conceput ca un robot mobil (sistem autonom) cu doua roţi motoare şi două roţi libere (2DW/2FW), avānd o structură de conducere bazată pe tehnici neliniare avansate (sliding-mode şi backstepping) şi o structură de navigaţie şi evitare obstacole bazate pe combinaţia dintre un sistem video-biometric al feţei şi ochiului şi un sistem laser, astfel īncāt sa poată deservi atāt persoanele cu dizabilităţi neuro-loco motorii severe, cāt şi persoanele cu dizabilităţi uşoare sau vārstnice. Acest prototip este deja solicitat pentru īncercări şi experimente la spitalele de urgenţă din Galaţi şi Tārgovişte, secţiile de terapie intensivă, ortopedie şi neurologie. Sistemul video-biometric este compus din două camere video de rezoluţie īnaltă, pentru a putea realiza o monitorizare a tuturor caracteristicilor biometrice ale feței şi ochiului persoanei. Deoarece structura de conducere şi de navigaţie reprezintă noutate şi originalitate īn domeniu, se are īn vedere brevetarea Prototipului 1. 
Prototipul 2 este conceput ca sistem robotic autonom cu două roţi motoare şi una sau două roţi libere (2DW/1FW sau 2DW/2FW), avānd un sistem de conducere de la distanţă bazată pe tehnici neliniare avansate (sliding-mode şi backstepping)  şi o structură de navigaţie şi evitare obstacole, bazate pe ultrasunete şi laser. Platforma mobilă este echipată cu un manipulator cu 6 grade de libertate (6-DOF) al cărui sistem de conducere şi poziţionare de la distanţă sunt bazate pe tehnici neliniare sliding-mode şi servoing vizuale. Acest prototip este capabil să transporte şi să manipuleze sarcini de greutăţi mici, mari şi medii, fiind destinat a opera īn regim colaborativ,  pentru deservirea liniilor flexible de asamblare şi de prelucrare, pentru a le face reversibile, adică să permită şi dezasamblare, respectiv reprelucrare. Dezasamblarea şi reprelucarea se vor declanşa cānd produsul final nu corespunde cerinţelor de calitate, īn vederea refolosirii componentelor sau reprelucrării pentru a fi adus īn parametri calitativi impuşi. Prototipul 2, īn diferite variante de robot mobil, 2DW/1FW şi/sau 2DW/1FW, echipat cu manipulator, este deja solicitat pentru a fi integrat īn liniile  de sudură caroserie, asamblare preliminară şi generală ale modelelor Dacia Logan și Sandero la "DACIA-RENAULT" Piteşti. Integrarea Prototipului 2, ca sistem robotic autonom echipat cu manipulator, īn liniile flexibile de fabricaţie, cu scopul eficientizării, echilibrării şi reversibilizării, reprezintă premieră īn domeniu. 
Prototipul 3 este conceput  ca un vehicul autonom cu patru roţi motoare şi directoare, (4DW/SW), omnidirecţionale, capabil de a rula pe orice tip de carosabil. Sistemul de conducere este bazat pe tehnici neliniare avansate (sliding-mode şi backstepping), iar navigaţia şi evitarea de obstacole sunt bazate pe sistem laser. Vehiculul autonom este echipat cu un manipulator robotic 6-DOF, capabil a transporta şi manipula sarcini grele şi de dimensiuni mari. Este destinat operatiilor de manipulare, transport şi tractare, intra şi extra uzinal, din metalurgie ("ARCELOR MITTAL" Galaţi-secţia de aglomerare pentru transport materii prime, "VAE APCAROM" Buzău-manipulare, tractare şi transport şine de cale ferată la/de la cuptoarele de călire), ceramică ("CERSANIT" Roman-tracţiune, transport şi manipulare obiecte ceramice sanitare intre cuptoare şi staţiile de uscare) şi sticlă ("STICLA" Avrig-tractiune, transport şi manipulare de plăci mari de sticlă īntre cuptoare şi staţiile de uscare). Prototipul 3, conceput ca vehicul robotic autonom destinat a opera omnidirecţional īn condiţii dificile de carosabil şi sarcini  grele de manipulat şi transportat, reprezintă o premieră īn domeniul sistemelor robotice.

Keywords (EN): wheelchair, wheeled mobile robot, robotic manipulator, autonomous vehicle.

 

Cuvinte cheie (RO): scaun cu rotile, robot mobil cu roti, manipulator robotic, vehicul autonom