Kinematics and dynamics of some selected two-wheeled mobile robots

• Autorzy: Noga S.

Warianty tytułu

PL

Kinematyka i dynamika wybranych mobilnych robotów dwukołowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the problem of the kinematics and dynamics of two constructional conceptions of a two-wheeled mobile robot is considered. The wheeled mobile robot subjected to nonholonomic constraints moves over the inclined plane. Its trajectory consisting of the straight line and the curvilinear path described by the sinusoidal function is analyzed. The kinematic equations for arbitrarily chosen point of the system are derived classical equations of mechanics. Kinematic and dynamic parameters of motion from the solution of inverse kinematic and dynamic problem are obtained. Simulation results are presented to illustrate the efficiency of the approach.

PL

Opisano modelowanie wybranych rozwiązań konstrukcyjnych mobilnego robota dwukołowego oznaczonych jako układ ciągniony oraz układ napędzany. Rozważany pojazd jest układem z więzami nieholonomicznymi. Analizowane są przypadki, w których roboty poruszają się po powierzchni nachylonej. Dla przyjętych modeli koncepcyjnych rozwiązano zadanie odwrotne kinematyki i dynamiki, zakładając, że wybrane punkty pojazdów poruszają się po torze złożonym z odcinków linii prostych i łuku w kształcie funkcji sinus. Zaprezentowano zależności wybranych parametrów kinematycznych i dynamicznych układów od czasu, które otrzymano w wyniku numerycznego rozwiązania wyprowadzonych wcześniej równań ruchu. Z przedstawionych wyników i metodyki postępowania mogą korzystać potencjalni konstruktorzy na etapie rozwiązań koncepcyjnych w procesie projektowania tego typu pojazdów.

Słowa kluczowe

EN

mobile robot; nonholonomic constraints; kinematic and dynamic modeling; Lagrange's equations

PL

robot mobilny; kinematyka; model dynamiczny

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 6, no 3
• Strony: 55--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Noga S.

• Rzeszów University of Technology, ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Gutowski R.: Analytical Mechanics, PWN, Warsaw, 1971 (in Polish).
• [2] Nejmark J.I., Fufajev N.A.: Dynamics of Nonholonomic Systems, PWN, Warsaw, 1971 (in Polish).
• [3] Noga S.: Kinematics of an optional nonholonomic mobile robot, Proceedings of the 3th Ukrainian-Polish Scientific Conference Mechanics and Informatics, Khmelnitskij, 2005, pp. 77-80.
• [4] Noga S.: Kinetics of a two wheeled mobile robot, PhD Thesis, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszów University of Technology, Rzeszów, 2004 (in Polish).
• [5] Noga S.: Modelling and dynamical analysis of the two wheeled mobile robot, Technical Journal, Cracow University of Technology Publishers, Cracow, 2005, z. 14-M, pp. 63-81 (in Polish).
• [6] Ostrovskaya S., Angeles J.: Nonholonomic systems revisited within the framework of analytical mechanics, Applied Mechanics Reviews, 1998, Vol. 51, No. 7, pp. 415-433.
• [7] Pioneer 2 Mobile Robot - Operations Manual, 1999, ActivMEDIA ROBOTICS, LLC.
• [8] Yu Q., Chen I.-M.: A general approach to the dynamics of nonholonomic mobile manipulator systems, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, 2002, Vol. 124, pp. 512-521.
• [9] Zhang Y.L., Velinsky S.A., Feng X.: On the tracking control of differentially steered wheeled mobile robots, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, 1997, Vol. 119, pp. 455-461.
• [10] Żylski W., Hendzel Z., Noga S.: Inverse kinematics problem of a mobile 2-wheeled robot, Proceedings of the International Scientific Conference Mechanics 2000, Rzeszów, 2000, pp. 491- 495.
• [11] Żylski W., Noga S.: Neural modelling dynamics of a mobile wheeled robot, Proceedings of the 11th International Symposium on Dynamics of Structures, Rzeszów-Arłamów, 2002, pp. 629-636 (in Polish).