مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی مسیر حرکت بدون عکس العمل برای ربات پایه متحرک

نویسندگان
1 دانشگاه خواجه نصیر - دانشکده مکانیک
2 دانشجو
چکیده
نیروها و گشتاورهای اینرسی ناشی از حرکت بازوان رباتیک نصب شده برروی یک پایه متحرک، موجب بروز عکس العمل در پایه مزبور می گردد، که موجب حرکت ناخواسته پایه می‌شوند. در این مقاله، روش جدیدی برای طراحی مسیر حرکت بدون عکس‌العمل بین دو موقعیت اولیه و نهائی در سیستم‌های رباتیک متحرک ارائه شده است. ابتدا با استخراج مدل دینامیکی سیستم، معادلات حرکت و مومنتم استخراج می‌شوند. سپس با استفاده از اصل بقاء مومنتم در غیاب نیروها و گشتاورهای خارجی، به حل معادلات مومنتم زاویه‌ای ناشی از حرکت بازوان ربات پرداخته می شود. با تعریف نگاشت فضای تهی عکس‌العمل ماتریس کوپلینگ دینامیکی، سرعت‌های مفصلی را در فضای تهی عکس‌العمل تصویر می‌کنیم، تا سرعتهای مفصلی در این فضا بدست آید. با انتگرال‌گیری عددی از سرعت‌های مفصلی در فضای تهی عکس‌العمل، چگونگی حرکت در فضای مفصلی بدون عکس‌العمل بدست می‌آید. با حرکت بازوهای ربات با این سرعت ها و حرکت‌های مفصلی طراحی شده، مومنتم زاویه‌ای مجموعه صفر باقی مانده و با توجه به عدم اعمال نیروها و گشتاورهای عکس العملی بر روی پایه متحرک، تغییرات موقعیت و وضعیت پایه مزبور صفر خواهد ماند
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

zero reaction path planning for mobile robot arms

نویسندگان English

S. Ali Akbar moosavian 1
mojtaba morady 2
چکیده English

The inertial forces and moments, due to the motion of robotic arms installed on a mobile base, lead to reaction forces on the moving base which may cause its unexpected motion. In this article, a method of designing a path of motion in the Cartesian space between the initial and final positions is presented which guarantees no reaction on the moving base. To this end, developing the system dynamics model, the moment equations are derived. Based on the conservation of momentum in the absence of any external force and moments, the angular motion due to the motion of robotic arms is solved. Then, based on the definition of reaction null-space map for dynamic coupling matrix, the joint speeds are projected to the reaction null-space, to obtain the joint speeds in this space. Next, using numerical integration of the obtained joint rates, the motion in the joint space with no reaction on the base is obtained. Therefore, motion of robotic arms according to these joint specifications, the total momentum of the system remains zero, and due to no reaction forces applied on the moving base, its position and attitude remains unchanged.

کلیدواژه‌ها English

zero reaction path planning
Extended reaction null-space algorithm
angular momentum
direction and attitude of space base