Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of direct and inverse kinematics and dynamics in motion planning of manipulator links

Delyová Ingrid, Hroncová Darina, Frankovský Peter, Sivák Peter, Kostka Ján, Neumann Vojtech

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 3

53--64

EN

For the synthesis of manipulators and robots, an accurate analysis of the movements of the individual links is essential. This thesis deals with motion planning of the effector of a multi-linked manipulator. An important topic in this area is the orientation and position of links and kinematic pairs in space. In particular, attention should be paid to the position of their endpoint as well as other significant points. Trajectory planning allows the manipulator to perform complex tasks, such as picking and placing objects or following a particular path in space. Overall, trajectory planning of a multibody manipulator involves a combination of direct and inverse kinematics calculations, as well as control theory and optimization techniques. It is an important process enabling manipulators to perform complex tasks such as assembly, handling and inspection. In the design of robot kinematic structures, simulation programs are currently used for their kinematic and dynamic analysis. The proposed manipulator was first solved by inverse kinematics problem in Matlab. Subsequently, the trajectories of the end-effector were determined in Matlab by a direct kinematics problem. In Simulink, using the SimMechanics library, the inverse problem of dynamics was used to determine the trajectories of the moments.

2

Solution of an inverse kinematics problem using dual quaternions

Chen Lei, Zielinska Teresa, Wang Jikun, Ge Weimin

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 2

351--361

EN

The paper proposes a solution to an inverse kinematics problem based on dual quaternions algebra. The method, relying on screw theory, requires less calculation effort compared with commonly used approaches. The obtained kinematic description is very concise, and the singularity problem is avoided. The dual quaternions formalism is applied to the problem decomposition and description. As an example, the kinematics problem of a multi-DOF serial manipulator is considered. Direct and inverse kinematics problems are solved using division into sub-problems. Each new sub-problem proposed is concerned with rotation about two subsequent axes by a given amount. The presented example verifies the correctness and feasibility of the proposed approach.

3

FPGA based hardware accelerator for parallel robot kinematic calculations

Karpiel G., Gac K., Petko M.

Automatyka / Automatics

|

2013

|

Vol. 17, no. 2

187--196

EN

This paper presents an application of FPGA to support the calculation of the inverse kinematics problem of a parallel robot. The presented robot is designed for milling by moving the spindle along a desired trajectory generated in Cartesian space. This means that for each point of the trajectory solution of the inverse kinematics problem is needed. The resulting sequence of data creates the joint space trajectory. The trajectory in joint space must be calculated in real time. Required high frequency and complex equations makes the problem of the calculation time crucial. The paper shows how to increase the computing power for inverse kinematics problem solving, preserving required calculation accuracy, by augmenting the arithmetic coprocessor with custom instructions. The paper shows hardware implementation of the accelerator and presents results of calculations performed on Altera FPGA chip.

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie układu FPGA do wspomagania obliczeń zadania odwrotnego kinematyki robota równoległego. Zaprezentowany robot przeznaczony jest do frezowania przez prowadzenie wrzeciona wzdłuż zadanej trajektorii generowanej w przestrzeni kartezjańskiej. Oznacza to, że dla każdego punktu trajektorii należy rozwiązać zadanie odwrotne kinematyki. Uzyskany ciąg danych tworzy trajektorię w przestrzeni złączowej. Trajektorię w przestrzeni złączowej należy obliczać w czasie rzeczywistym, co przy dużej częstotliwości i złożonych równaniach powoduje, że problem czasu obliczeń staje się istotny. W artykule pokazano, jak za pomocą rozbudowy koprocesora arytmetycznego o własne instrukcje można zwiększyć moc obliczeniową do rozwiązania zadania odwrotnego kinematyki, utrzymując zadaną dokładność obliczeń. Pokazano opracowaną implementację akceleratora obliczeń oraz przedstawiono wyniki otrzymane na układzie firmy Altera.

4

Kinematyka robota KUKA KRC3

Szkodny T.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2010

|

z. 175, t. 2

357-368

PL

Artykuł przedstawia algorytm rozwiązywania zadania prostego i odwrotnego kinematyki robota KUKA KRC3. Algorytm ten stanowi podstawowy składnik przyszłej komputerowej inteligencji tego robota. Został zaimplementowany do środowiska programowego sterownika robota i pozwala sterować nim z zastosowaniem informacji wizyjnej. Informację wizyjną pozyskuje się z kamery zintegrowanej ze sterownikiem. Informacja ta specyfikuje położenie i orientację obiektu manipulacji, zauważonego przez kamerę. Umożliwia to zbliżanie się robota do zauważonego punktu i uchwycenie go, bez konieczności wcześniejszego doprowadzania go do tego obiektu. Najpierw przedstawiono opis kinematyki prostej manipulatora, a następnie formuły stanowiące rozwiązanie zadania odwrotnego kinematyki w postaci globalnej. Formuły te uwzględniają rozwiązania wielokrotne dla konfiguracji osobliwych manipulatora.

EN

In this paper the solution algorithm of forward and inverse kinematics problem for KUKA KR-3. The algorithm of solution of inverse kinematics problem was implemented into the controller of the robot. It allowed controlling these robots by using the vision system, which specifies required location of the end-effector. This required location makes it possible for the end-effector to approach a manipulation object (observed by vision system) and pick it up. First the location of end-effector in relation to the base of the manipulator were described. Next the analytical formulas for joint variables (dependent on these location) were presented. These formulas have take in account the multiple solutions for singular configurations of this manipulator. The example of joint variables computations are shown in chapter 4.

5

The uncomputing approach to the robot-manipulator movements planning in environment with obstacles

Krak I.V., Barmak O.

Pomiary, Automatyka, Komputery w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2010

|

nr 3

20-24

EN

The new approach for organization of robot-manipulator movements planning in environment with obstacles which uses associative memory is realized on a Hamming neural network, with the help of which created database of allowable condition gets out (instead of the necessary configuration of system is calculated).

PL

Rozpatruje sie nowe podejście do organizacji planowania ruchu systemów manipulacyjnych w środowisku z przeszkodami. Wykorzystuje się połączoną pamięć realizowana z pomocą sieci neuronowych Hamminga. Z pomocą sieci neuronowej powstałej z bazy danych dopuszczalnych stanów systemu manipulacyjnego wybiera się (a nie oblicza się) niezbędną konfigurację.

6

Zadanie odwrotne kinematyki manipulatora w ujęciu Rozszerzonej Mapy Kohonena

Żylski W., Gierlak P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 2

495-504

PL

W pracy zaprezentowano zastosowanie Rozszerzonej Mapy Kohonena w zadaniu odwrotnym kinematyki manipulatora dwuczłonowego płaskiego o parach kinematycznych obrotowych. Zaproponowane podejście opiera się na znajomości modelu matematycznego zadania prostego kinematyki wykorzystanego do utworzenia Map Kohonena. Nauczone Mapy Kohonena wykorzystano do rozwiązania zadania odwrotnego kinematyki. W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej.

EN

The paper presents application of Extended Kohonen Map for solving inverse kinematics problem of 2DOF manipulator with rotational kinematic pair. The proposed approach based on mathematical model of direct kinematics problem, which was utilized to create the Kohonen Map. The Extended Kohonen Maps have been used for solving inverse kinematics problem. The results of computer simulation have been presented.