Nghiên cứu mô hình hóa động học ngược cánh tay robot dư dẫn động dựa trên kỹ thuật điều khiển vòng kín
DOI:
https://doi.org/10.61591/jslhu.18.391Từ khóa:
Cánh tay robot; Hệ thống dư dẫn động; Động học ngược; Phản hồi vòng kín.Tóm tắt
Bài báo này trình bày kết quả phân tích vấn đề động học ngược (IK) của cánh tay robot PA10-7C có bảy độ tự do (7DOF) dựa trên kỹ thuật phản hồi vòng kín (CLK). Lý thuyết DH được sử dụng để xây dựng mô hình toán học của robot. Phương trình động học ngược được xây dựng để biểu diễn mối quan hệ giữa vị trí và hướng của điểm kết thúc (EE) trong không gian làm việc với các tọa độ tổng quát của các khớp trong không gian khớp. Thuật toán CLF được trình bày và sử dụng để phân tích vấn đề IK củ a robot với đường đi đầu vào là vị trí của điểm EE trong không gian làm việc. Kết quả phân tích bài toán IK cho thấy sai số vị trí lớn nhất của điểm thao tác cuối đạt 3.7x10-4 mm và giá trị này nhỏ hơn rất nhiều so với chiều dài quỹ đạo di chuyển (400mm). Điều này chứng tỏ hiệu quả cao của thuật toán CLK đối với hệ thống dư dẫn động. Thuật toán này có thể được sử dụng làm cơ sở cho các vấn đề động học và điều khiển cho loại hệ thống này.
Tài liệu tham khảo
Locke. R. C. O, Patel. R. V. Optimal Remote Center-of-Motion Location for Robotics-Assisted Minimally-Invasive Surgery. 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2007, 1990- 1905.
DOI: https:// 10.1109/ROBOT.2007.363599
Lian. S, Han. Y, Wang. Y, Bao. Y, Xiao. H, Li. X, Sun. N. Accelerating Inverse Kinematics for High-DOF Robots. Proceedings of the 54th Annual Design Automation Conference 2017, Austin, USA (2017).
DOI: https:// 10.1145/3061639.3062223
Yoshikawa. T. Dynamic manipulability of robot manipulators. Journal of Robotic Systems, 1985, 2, 113–124.
DOI: https:// 10.1109/ROBOT.1985.1087277
Wampler. C. W. Manipulator inverse kinematic solutions based on vector formulations and damped least squares methods. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1986, 16, 93–101.
DOI: https://10.1109/TSMC.1986.289285
Wang. L. C. T, Chen. C. C. A combined optimization method for solving the
Sciavicco. L, Siciliano. B. A Solution Algorithm to the Inverse Kinematic Problem for Redundant Manipulators. Journal of robotics and automation 4, 1988, 403-410
Antonelli. G, Chiaverini. S, Fusco. G. Kinematic control of redundant manipulators with online end-effector path tracking capability under velocity and acceleration constraints. IFAC Robot Control, Austria, 2000, 183-188.
Wang. J, Li. Y, Zhao. X. Inverse kinematics and control of a
dof redundant manipulator based on the closed loop algorithm. International Journal of Advanced Robotics Systems 7, 2010, 1 -10.
My. C. A, Bien. D. X, Tung. H. B, Hieu. L. C, Cong. N. V, Hieu. T. V. Inverse kinematic control algorithm for a welding robot-positioner system to trace a 3D complex curve. International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), 2019, 319-323.
DOI: https://10.1109/ATC.2019.8924540
Aguilar. O. A, Huegel. J. C. Inverse Kinematics Solution for Robotic Manipulators Using a CUDA-Based Parallel Genetic Algorithms. Mexican International Conference on Artificial Intelligence 2011, Part 1, 490-503.
DOI: https://10.1007/978-3-642-25324-9_42
Husty. M. L, Pfurner. M, Schrocker. H. P. A new and efficient algorithm for the inverse kinematics of a general serial 6R manipulator. Mechanism and Machine Theory 42, 2007, 66-81
DOI: https://10.1016/j.mechmachtheory.2006.02.001
Kelemen. M, Virgala. I, Liptak. T, Mikova. L, Filakovsky. F, Bulej. V. A Novel Approach for an Inverse Kinematics Solution of a Redundant Manipulator. Applied Sciences 8, 2018, 2-20.
DOI: https://doi.org/10.3390/app8112229
Bien. D. X, Tuan. P. A, Nhat. D. D, Hiep. D. X, Nghia. T. K, Anh. M. N. Optimize the Feed Rate and Determine the Joints Torque for Industrial Welding Robot TA 1400 Based on Kinematics and Dynamics Modeling. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 2020, 9, 1335-1340.
DOI: https://10.18178/ijmerr.9.9.1335-1340
F. Fahimi. Autonomous Robots – Modeling, path planning and control. Hardcover, Springer, 2009.
W. Jingguo, L. Yangmin and Zhao Xinhua. Inverse Kinematics and Control of a 7-DOF Redundant manipulator Based on the Closed-Loop Algorithm. Advanced Robotics Systems, 2010, vol. 7, no. 4, pp. 1-10.
