Manipulation of the door of a washing machine with an impedance controlled collaborative robot

In service robotics the door opening task is a well known and studied problem that has received a number of different solutions over the years. This work expands the present literature on the door opening task with a unique case study such as the one of a washing machine. The application presents new challenges and is not limited to a opening procedure but covers the entire manipulation of the door, including the locking and unlocking of the mechanism. With the use of impedance control framework and fiducial markers, this work presents an algorithm which is robust to different models of washing machines and that limits the amount of forces exchanged between the robot hand and the door. The algorithm also produces an estimate of washing machine door geometry. The algorithm presented in this thesis is able to accomplish the opening task with 80% success rate and the handle grasping with door unlocking procedure with 70% success rate. The tests conducted on the closing phase have shown no failure.

Nella robotica di servizio l'apertura di porte è un problema ben noto e studiato, che ha visto proposte una serie di diverse soluzioni nel corso degli anni. La presente tesi vuole ampliare la letteratura attuale sul compito di apertura della porta facendo riferimento a un caso di studio unico come quello di una lavatrice. L'applicazione presenta nuove sfide e non si limita a una procedura di apertura, ma copre l'intera manipolazione della porta, incluso il blocco e lo sblocco del meccanismo. Facendo uso del controllo di impedenza e di marker di riferimento questa tesi presenta un algoritmo robusto a diversi modelli di lavatrice e che limita le forze scambiate tra la mano del robot e la porta. L'algoritmo produce anche una stima della geometria della porta della lavatrice. L'algoritmo presentato è in grado di eseguire l'apertura con un tasso di successo del 80% e la procedura di presa della maniglia con lo sblocco del meccanismo con un tasso di successo del 70%. Gli esperimenti condotti sulla procedura di chiusura della porta non hanno evidenziato errori.