Forward kinematics algorithm for anthropomorphic manipulators

• Autorzy: Kubik I. , Kwiatoń P.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/10.16926/tiib.2017.05.03

Warianty tytułu

PL

Algorytm rozwiązywania kinematyki prostej manipulatorów antropomorficznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the problem of forward kinematics of an anthropomorphic manipulators. The proposed forward kinematics algorithm based on equations of classical mechanics. The sample simulations have been done for four degrees of freedom manipulator mounted on the Martian rover. The correctness of the proposed algorithm has been verified with the help of results obtained using Denavit-Hartenberg notation. The shown derivations are basis to consider of dynamics problem. The presented algorithm can be also used for other devices having only rotational joints.

PL

W pracy przedstawiono zagadnienie kinematyki prostej manipulatorów antropomorficznych. Zaproponowany algorytm rozwiązywania kinematyki prostej sformułowano, bazując na metodzie wykorzystującej równania mechaniki klasycznej. Przedstawiono przykładowe wyniki symulacyjne dla manipulatora o czterech stopniach swobody zamontowanego na łaziku marsjańskim. Działanie zaproponowanego algorytmu sprawdzono, porównując uzyskane wyniki z rezultatami otrzymanymi z wykorzystaniem notacji Denavita-Hartenberga. Otrzymane parametry ruchu manipulatora stanowią podstawę do rozważań zagadnień dynamicznych. Zaprezentowany algorytm może być wykorzystywany także do innych urządzeń posiadających tylko przeguby obrotowe.

Słowa kluczowe

EN

algorithm; anthropomorphic manipulator; forward kinematics; D-H notation

PL

algorytm; manipulator antropomorficzny; kinematyka prosta; notacja Denavita-Hartenberga

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego im. Jana Długosza w Częstochowie
• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 5
• Strony: 39--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kubik I.

• Czestochowa University of Technology Institute of Mechanics and Machine Design Fundamentals ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa

autor

Kwiatoń P.

• Czestochowa University of Technology Institute of Mechanics and Machine Design Fundamentals ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Cekus D., Modelowanie, identyfikacja modeli i badania dynamiki układów mechanicznych, Wyd. PCz, Częstochowa, 2013.
• [2] Denavit J., Hartenberg R.S., A kinematic notation for lower – pair mechanisms based on matrices, Trans ASME J. Appl. Mech Vol. 23, 1955, p. 215-221.
• [3] Frączek J., Wojtyra M., Kinematyka układów wieloczłonowych, WNT, Warszawa, 2008.
• [4] Hauenstein J.D., Wampler C.W., Pfurner M., Synthesis of three-revolute spatial chains for body guidance, Mechanism and Machine Theory, Vol. 110, 2017, p. 61-72, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2016.12.008.
• [5] Iliukhin V.N., Mitkovskii K.B., Bizyanova D.A., Akopyan A.A., The modeling of Inverse Kinematics for DOF manipulator, Procedia Engineering, Vol. 176, 2017, p. 498-505, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.349.
• [6] Kłośiński J., Badania symulacyjne wybranych modeli żurawia samojezdnego, ZN Politechniki Opolskiej, „Mechanika” 64, 2001, s. 193-200.
• [7] Pierzgalski M., Ptak P., Cekus D., Sokół K: Modeling and stress analysis of a manipulator mounted on a Mars rover, Procedia Engineering, Volume 177, 2017, 121-126; DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.199.
• [8] Posiadała B., Modelowanie i badania zjawisk dynamicznych wysięgników teleskopowych i żurawi samojezdnych, WNT, Warszawa, 2000.
• [9] Posiadała B., Tomala M., Cekus D., Waryś. P., Work cycle optimization problem of manipulator with revolute joints, Int. J. Dynam. Control, Vol. 3, 2015, p. 94-99.
• [10] Russo M., Ceccarelli M., A Workspace Analysis of 4R Manipulators via Level-Set Formulation, New Trends in Mechanism and Machine Science, 2016, p. 483-491.
• [11] Siciliano B., Sciavicco L., Villani L., Oriolo G., Robotic – Modelling, Planning and Control, Springer, London, 2009.
• [12] Skalmierski B., Mechanika: Podstawy mechaniki klasycznej, Wyd. PCz, Częstochowa, 1998.
• [13] Skalmierski B., Mechanika: Podstawy mechaniki ośrodków ciągłych, Wyd. PCz, Częstochowa, 1998.
• [14] Skalik A., Skrobek D., Waryś P., Cekus D., Kinematic analysis of four degrees of freedom manipulator, Solid State Phenomena, Vol. 220-221, 2015, p. 277-282, DOI: http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.220-221.277.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).