GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS PARA UN ROBOT DUAL DE 15 GRADOS DE LIBERTAD MEDIANTE LA SOLUCIÓN NUMÉRICA RECURSIVA A LA CINEMÁTICA INVERSA (TRAJECTORY PLANNING FOR A DUAL 15 DEGREE OF FREEDOM ROBOT THROUGH THE RECURSIVE NUMERICAL SOLUTION OF THE INVERSE KINEMATICS)
Resumen
En este trabajo, se presenta una estrategia para la generación de trayectorias de un robot dual de 15 grados de libertad. El robot está formado por dos manipuladores redundantes de 7 grados de libertad y una plataforma giratoria. Para ambos manipuladores, el modelo de cinemática directa se obtuvo mediante la convención Denavit-Hartenberg, con cada brazo considerando el grado de libertad de la plataforma giratoria. Se utiliza un método numérico iterativo para resolver el problema de la cinemática inversa, el método propuesto primero resuelve la cinemática inversa para 8 grados de libertad, es decir un brazo y la plataforma giratoria, y luego resuelve 7 grados de libertad para el otro brazo. Los modelos cinemáticos y las simulaciones de trayectoria se implementaron en Matlab©, donde el método numérico iterativo mostró resultados exitosos para las trayectorias debido a que el error promedio de orientación y posición es cero.
Palabras Clave: Cinemática, grados de libertad, robot dual, trayectoria.
Abstract
In this work, a strategy for trajectory planning for a 15 degree of freedom dual robot is presented. The robot is made up of two redundant 7 degrees of freedom manipulators and a turntable. For both manipulators, the forward kinematics model was obtained through the Denavit-Hartenberg convention, with each arm considering the degree of freedom of the turntable. An iterative numerical method is used to solve the inverse kinematics problem, the proposed method first solves the inverse kinematics for 8 degrees of freedom, that being one arm and the turntable, and then solves for 7 degrees of freedom for the other arm. Kinematic models and trajectory simulations were implemented in Matlab©, where the iterative numerical method showed great results for non-coordinated and coordinated trajectories because the average orientation and position error is zero.
Keywords: Degrees of freedom, dual robot, kinematics, trajectory.
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Barrientos, A., Peñin, L. F., Balaguer, C., & Aracil, R. (2007). Fundamentos de robótica 2ª edición. Madrid: McGraw-Hill.
Gao, X., Liu, G., & Liao, B. (2019). Inverse Kinematics about a Seven-DOF Dual-arm Robot Based on POE Formula*. In 2019 WRC Symposium on Advanced Robotics and Automation (WRC SARA), pp. 373-379.
Li, G., Cai, S., & Xie, L. Cooperative Control of a Dual-arm Rehabilitation Robot for Upper Limb Physiotherapy and Training, 2019 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), pp. 802-807, doi: 10.1109/AIM.2019.8868784, Hong Kong, China, 2019.
Li, Z., Ma, H., Zhang, X., & Fei, Q. (2019) Path planning of the dual-arm robot based on VT-RRT algorithm, 2019 Chinese Control Conference (CCC), Guangzhou, China, pp. 4359-4364, doi: 10.23919/ChiCC.2019.8866388.
Merchán-Cruz, E. A. (2005). Soft-computing techniques in the trajectory planning of robot manipulators sharing a common workspace (Doctoral dissertation, University of Sheffield).
Shi,L., Jayakody, H., Katupitiya, J., & Jin,X. Coordinated Control of a Dual-Arm Space Robot: Novel Models and Simulations for Robotic Control Methods, in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 25, no. 4, pp. 86-95, doi: 10.1109/MRA.2018.2864717, Dec. 2018.
Smith, Christian., Karayiannidis, Yiannis., Nalpantidis, Lazaros., Gratal, Xavi., Qi, Peng., Dimarogonas, Dimos., & Kragic, Danica. Dual arm manipulation—A survey, Robotics and Autonomous Systems, Volume 60, Issue 10, 1340-1353, 2012.
Weng, Ching-Yen & Tan, Wei & Chen, I-Ming. (2019). A Survey of Dual-Arm Robotic Issues on Assembly Tasks. 10.1007/978-3-319-78963-7_59.
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