This paper deals with the solution of inverse kinematics of the industrial FANUC robot with IBM PC386. The inverse kinematics of FANUC robot cannot be solved by the algebraical method, because arm matirix T$_{6}$ is very complex and 6-joint angles are associated with the position and the approach of end-effector. Instead we fuund otehr 5-joint angle by and algebraical method after finding .THETA.$_{1}$ value by a numerical method.d.
In order to move the body of a walking robot translationally, and step over the obstacles, the walking robot must have at least 3 degrees of freedom for each leg. Therefore each leg of the general walking robots can be composed of 3-link system with 3 revolute joints. In this paper, the colsed form of inverse kinimatic solutions is shown for this general 3R linkage. Moreover, in order to have efficient walking volume in rough terrain, the workspace of each log is obtained considering the twist angles and the offsets in D-H parameters. When we design a walking robot, the information of the walking volume is needed for planning desired trajectories of the feet effectively. Appropriate knowledge of the walking volume can also be used to maximize linear or angular velocity of minimize power of stress. However, since it is impossible to obrain the information of walking volume in 3-D space directly from the kinematic equations, the walking volume can be searched through the edge detection algorithm using the triangle tracer with closed from inverse kinematic solutions. In this study, we present the closed form inverse kinematic solutions for 3R linkage model, and the walking volume of 6 legged walking robot which is modeled after the darking bettle, Eleodes obscura sulcipennis, through the method of edge detection for an arbitrary 2 dimensional shape using triangle tracer.
The inverse kinematics problem of a reclaimer which excavates and transports raw materials in a raw yard is investigated. Because of the geometric feature of the equipment in which scooping buckets are attached around the rotating disk, kinematic redundancy occurs in determining joint variable. Link coordinates are introduced following the Denavit-Hartenbery representation. For a given excavation point the forward kinematics yields 3 equations, however the number of involved joint variables in the equations is four. It is shown that the rotating disk at the end of the boom provides an extra passive degree of freedom. Two approaches are investigated in obtaining inverse kinematics solutions. The first method pre-assigns the height of excavation point which can be determined through path planning. A closed form solution is obtained for the first approach. The second method exploits the orthogonality between the normal vector at the excavation point and the z axis of the end-effector coordinate system. The geometry near the reclaiming point has been approximated as a plane, and the plane equation has been obtained by the least square method considering 8 adjacent points near the point. A closed form solution is not found for the second approach, however a linear approximate solution is provided.
This paper introduces a study of a method for the forward kinematic analysis, which finds the 6 DOF motions and velocities from the given six cylinder lengths in the Stewart platform. From the viewpoints of kinematics, the solution for the inverse kinematic is easily found by using the vectors of the links which are composed of the joint coordinates in base and plate frames, to act contrary to the serial manipulator, but forward kinematic is difficult because of the nonlinearity and complexity of the Stewart platform dynamic equation with the multi-solutions. Hence we, first in this study, introduce the linear estimator using the Luenberger's observer, and the estimator using the nonlinear measured model for the forward kinematic solutions. But it is difficult to find the parameter of the design for the estimation gain or to select the estimation gain and the constant steady state error exists. So this study suggests the estimator with the estimation gain to be learned by the neural network with the structure of multi-perceptron and the learning method using back propagation and shows the estimation performance using the simulation.
This paper presents a novel pose description corresponding to the structure characteristics of parallel manipulators, which is convenient and intuitionistic to us. A class of 3-RSR parallel manipulator is considered here. Through analysis on geometry theory, we obtain a new method of the closed-form solution to the forward kinematics. The closed-form solution contains two different meanings-analytical and real-time. So we reach the goal of practical application and control. A numerical example is also presented and are verified by an inverse kinematics analysis. It shows that the method has a practical value for real-time control.
In this paper, the numerical inverse kinematics analysis is presented for a collaborative robot with an offset wrist. Robot manipulators with offset wrist are widely used in industrial applications, due to many advantages over those with wrist center and those with three parallel axes such as simple mechanical design, light weight, and so on. There may not exist a closed-form solution for a robot manipulator with offset wrist. A simple numerical method is applied to solve the inverse kinematics with offset wrist. Singularity is analyzed using Jacobian matrix and the numerical inverse kinematics algorithm is implemented on the real-time controller.
In this paper, a new kinematic structure of a parallel manipulator with six Cartesian degrees of freedom is proposed. It consists of a platform which is connected to a fixed base by means of 3-PPSP(parameters P, S denote the prismatic, spherical joints) subchains. Each subchain has a link which is concected to a passive prismatic joint at the one end and a passive spherical joint at the other. The spherical joint is then attached to perpendicularly arranged prismatic actuators which are fixed at the base. The spherical joint is then attached to perpendicularly arranged prismatic actuators which are fixed at the base. This arrangement provides a basis to control all six Cartesian degrees of motion of the platform in space. Due to its efficient architecture, the colsed-form solutions of the inverse and forward kinematics can be obtained. As a consequence, this new kinematic structure can be servo controlled using simple inverse kinematics becaese forward kinematics allows for measuring the platform's position and orientation in Cartesian space. Furthermore, the proposed structure provides an effective functional workspace. Series of simulations are performed to verify the results of the kinematics analyses.
This paper presents a geometrical approach to the characteristic analysis of parallel mechanism with free joints intended for use as a planar task robot. Solution of the forward and inverse kinematic problems are described. Because the mechanism has only three degree-of-freedom output, constraint equations must be generated to describe the inter-relationship between actuated joints and free joints so as to describe the position and orientation of the moving platform. Once these constraints are incorporated into the kinematics model, a constrained Jacobian matrix is obtained. and it is used for the solution of the forward kinematic equations by Newton-Raphson technique. Another Jacobian matrix was derived to describe the interrelationship between actuated joints and moving platform. The stiffness, velocity transmission ratio, force transmission ratio and dexterity of the mechanism are then determined based on this another Jacobian matrix. The geometrical construction of the mechanism for the best performance was investigated using the characteristic analysis.
This paper presents a method to optimize motion planning for industrial manipulators with redundancy. For optimal motion planning, first of all, particular inverse kinematic solution is needed to improve efficiency for manipulators with redundancy working in various environments. In this paper, we propose three kinds of methods for solving inverse kinematics problems; numerical and combined approach. Also, we introduce methods for optimal motion planning using potential function considering the order of priority. For efficient movement in industrial settings, this paper presents methods to plan motions by considering colliding obstacles, joint limits, and interference between whole arms. To confirm improved performance of robot applying the proposed algorithms, we use two kinds of robots with redundancy. One is a single arm robot with 7DOF and another is a dual arm robot with 15DOF which consists of left arm, right arm with each 7DOF, and a torso part with 1DOF. The proposed algorithms are verified through several numerical examples as well as by real implementation in robot controllers.
제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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pp.77-82
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1996
This paper is concerned with how to utilize kinematic redundancy to reconstruct the inverse kinematic solution which is not attainable due to hardware limitations. By analyzing the error due to hardware limitations, we are to show that the recoverability of limitation reduces to the solvability of a reconstruction equation under the feasibility condition. It will be next shown that the reconstruction equation is solvable if the configuration is not a joint-limit singularity. The reconstruction method will be proposed based on the geometrical analysis of recoverability of hardware limitations. The method has the feature that no task motion error is induced by the hardware limitations while minimizing a possible null motion error, under the recoverability assumed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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