Abstract

Energy efficiency is an actual problem of the present, including in the field of robotics. Existing methods for planning the trajectory of motion of manipulators with excessive mobility face a number of problems, one of which is the impossibility of working in real time mode due to the high complexity of the scheduling algorithm. Moreover, the existing algorithms that work in real time are significantly inferior to the accuracy of the target operations. Therefore, earlier, in the author's articles, an iterative method of piecewise linear generation of the manipulator's trajectory was developed. In this paper, we analyze the computational complexity of the numerical method of iterative piecewise linear generation of the trajectory of a three-link anthropomorphic manipulator with 7 degrees of mobility in a volume space with an obstacle, an approximated hypersphere, in real time. A short description of the proposed method of planning the trajectory of motion is given. To move between the waypoints, the Denavite-Hartenberg representation used, with the formulation and solution of the problem of nonlinear optimization with the objective function of minimizing energy consumption when the manipulator moved to the target point. The initial generalized algorithm of the path planning method described. The number of operations that must performed in the process of execution of a recursive algorithm is considered. Parallelizing the branching recursive algorithm allows you to reduce the execution time to the time of executing a non-branching recursive algorithm with the same computational complexity and depth. A formula developed that allows you to select the values of variable parameters of the algorithm based on the available computational power and the allowable calculation time, and to determine the requirements for the manipulator computer system at the development stage.

Highlights

  • Приведено короткое описание предложенного метода планирования траектории движения

  • Для передвижения между точками пути используется представление Денавита-Хартенберга с постановкой и решением задачи нелинейной оптимизации с целевой функцией минимизации энергопотребления при перемещении манипулятора в целевую точку

  • Пусть изначально положение звена с наименьшим расстоянием до центра препятствия соответствует отрезку MN

Read more

Summary

XК d O

6. Влияние параметра h на плавность траектории: а – большее значение; б – меньшее значение. Приведенное ранее представление Денавита-Хартенберга позволяет получить зависимость декартовых координат сочленений манипулятора от присоединенных координат. На основе данных координат возможно определение минимального расстояния от манипулятора до центра препятствия. Алгоритм отклонения звеньев от препятствия представлен на рисунке 7. Чертеж к методу отклонения произвольного звена от препятствия приведен на рисунке 8. Пусть изначально положение звена с наименьшим расстоянием до центра препятствия соответствует отрезку MN. Необходимо повернуть отрезок MN в плоскости OMN так относительно точки M так, чтобы он касался окружности с центром в точке O и радиусом r + h в той же плоскости. Обозначим точки касания как K1 и K2. Их координаты могут быть найдены из решения системы уравнений:.

Отклонение звена CD
Список литературы
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call