Quaternions – alternative for Euler angles in kinematic analysis of machine mechanisms

• Autorzy: Czyżewski T.

Warianty tytułu

PL

Kwaterniony – alternatywa dla kątów Eulera w analizie kinematycznej mechanizmów maszyn

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents some types of problems that can occur during solving the inverse kinematics and the steps to prevent them. These problems concern the numerical singularities which occur when Euler angles are used to describe the orientation of the mechanism links in space. This paper proposes to eliminate the mentioned numerical singularities by replacing Euler angles with quaternions. The discussed issues were shown on the example of a backhoe excavator equipment system.

PL

W artykule przedstawiono pewien typ problemów, jakie mogą wystąpić podczas rozwiązywania zadania odwrotnego kinematyki oraz kroki pozwalające na ich zapobieganie. Problemy te dotyczą osobliwości numerycznych powstałych w wyniku stosowania kątów Eulera do opisu orientacji członów mechanizmu w przestrzeni. Poniższa praca proponuje wyeliminowanie wspomnianych osobliwości numerycznych poprzez zastąpienie katów Eulera kwaternionami. Poruszane zagadnienia przedstawiono na przykładzie osprzętu roboczego koparki podsiębiernej.

Słowa kluczowe

EN

quaternions; Euler angles; inverse kinematics

PL

kwaterniony; kąty Eulera; zadanie odwrotne kinematyki

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 2-M
• Strony: 19--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr., wz., rys.

Twórcy

autor

Czyżewski T.

• Institute of Applied Informatics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Sariyildiz E., Temeltas H., Solution of inverse kinematic problem for serial robot using quaterninons, Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 26-31.
• [2] Aydin Y., Kucuk S., Quaternion based inverse kinematics for industrial robot manipulators with Euler wrist, Proceedings of the 2003 IEEE 3rd International Conference on Mechatronics, 581-583.
• [3] Wojtyra M., Frączek J., Kinematyka układów wieloczłonowych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
• [4] Shabana A.A., Computational Dynamics 3rd, John Wiley & Sons Ltd., United Kingdom 2010.
• [5] Haug E.J., Computer aided kinematics and dynamics of mechanical systems. Volume I: Basic methods, Allyn and Bacon, Massachusetts 1989.
• [6] Nikravesh P.E., Computer aided analysis of mechanical systems, Prentice-Hall Inc., New Jersey 1988.
• [8] Hamilton W.R., Lectures on quaternions, Hodges and Smith, Dublin 1853.

Uwagi

PL

błędna numeracja bibliografii