Algorytmy obliczeń dynamiki manipulatorów drzewiastych

• Autorzy: Bieńkowski A.

Warianty tytułu

EN

Algorithms of symbolic calculations of tree robot dynamics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono pakiet programowy przeznaczony do obliczeń symbolicznych kinematyki i dynamiki robotów. Przedstawione rozważania dotyczą łańcuchów kinematycznych, struktur drzewiastych oraz systemów zamkniętych. Dodatkowo założono, że silniki można umieścić w dowolnym miejscu łańcucha kinematycznego. Możliwe jest modelowanie napędów z przekładniami, jak i napędów bezpośrednich. Ogniwa i silniki są reprezentowane za pomocą list. W pracy rozwiązano zadanie proste i odwrotne dynamiki oraz przedstawiono odpowiednie algorytmy obliczeniowe. Dodatkowo uwzględniono siły kontaktowe z otoczeniem. Wszystkie algorytmy zaimplementowano i uruchomiono w systemie Mathematica.

EN

In this paper, we present a package for symbolic calculations of robot kinematics and dynamics. The considerations discussed in this paper apply to serial chains, topological trees, and closed-loop systems. In addition, we assume that motors can be located arbitrarily at the kinematics chain. Some parts of the structure present a geared mechanism and another direct drive mechanism. Links and motors are represented as lists characterized by kinematic and dynamic parameters. In this paper, inverse and forward dynamics problems are solved and appropriate algorithms are presented. In addition, algorithms include contact forces with an environment. All algorithms have been implemented and run in the Mathematica system.

Słowa kluczowe

PL

dynamika robota; robotyka; manipulator drzewiasty

EN

robot dynamics; robotics; tree robot

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 1998
• Tom: T. 23
• Strony: 21--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Bieńkowski A.

• Politechnika Poznańska, Katedra Automatyki i Informatyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Bieńkowski A.: Pakiet obliczeń dynamiki manipulatorów w systemie Mathematica. Praca magisterska, Politechnika Poznańska, Poznań 1997,
• [2] Gaylord R.J,: Introduction to Programming with Mathematica. Springer Verlag, New Jork 1993.
• [3] Craig J.J.: Wprowadzenie do robotyki. Mechanika i sterowanie. WNT, Warszawa 1993.
• [4] Gmur K.: Zagadnienie równoległości obliczeń macierzy mas manipulatora. Praca magisterska, Politechnika Poznańska, Poznań 1995.
• [5] Kozłowski K.: Modele matematyczne dynamiki robotów oraz identyfikacja parametrów tych modeli. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1992.
• [6] Maeder R.E.: Programing in Mathematica. Addison-Wesley Publishing Company, New York 1991.
• [7] Murphy S.H., Wen J.T., Saridis G.N.: Recursive Calculation of Geared Robot Manipulator Dynamics. CIRSSE Document #49, 1990.
• [8] Nathery J.F., Spory M.: Robotica - A Mathematica Package for Robot Analysis. IEEE Robotics and Automation Magazine, vol. l, 1994, s. 13-20.
• [9] On-line helpfor Mathematica 2.2.
• [10] Rodriguez G., Kreutz K.: Recursive Mass Matrix Factorization and Inversion. An Operator Approach to Open- and Closed-Chain Multibody Dynamics. JPL Document, Pasadena 1988.
• [11] Rodriguez G., Scheid R.E.: „Recursive Inverse Kinematics for Robot Arms via Kalman Filtering and Bryson-Frazier Smoothing. Proc. of the AIAA Guidance and Control Conference, 1987, s. 192-198.
• [12] Rodriguez G.: Recursive Dynamics of Topological Trees of Rigid Bodies via Kalman Filtering and Bryson-Frazier Smoothing. Proc. of the Symposium on Control of Large Structures, 1987, s. 45-60.
• [13] Wolfram S.: Mathematica Book. 2nd edition, Wolfram Media Inc., 1996.
• [14] Wróblewski W.: Metody modelowania dynamiki manipulatorów dla celów sterowania. Rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, Poznań 1992.