Optimizando redundante cinemática de robot y planificación de movimiento a través de análisis avanzado de D-H y campos de potencial artificial mejorados
Autores: Zhang, Xuanming; Chen, Lei; Dong, Weian; Li, Chunxu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimizando redundante cinemática de robot y planificación de movimiento a través de análisis avanzado de D-H y campos de potencial artificial mejorados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Solución
Cinemática inversa
Robots redundantes
Método de parámetros D-H
Planificación de trayectorias
Campo potencial artificial
Algoritmo RRT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo propone un método de cálculo para la solución óptima de la cinemática inversa de robots redundantes. Específicamente, se resuelven ocho conjuntos de soluciones vectoriales de robots redundantes mediante el método de parámetros D-H. Luego, se diseña una función objetivo para medir la precisión de la solución de la cinemática inversa del robot y la suavidad del movimiento conjunto del robot. Ajustando los pesos de cada ítem, se puede seleccionar la solución óptima que cumpla con diferentes requisitos. Además, este trabajo también introduce un método mejorado de campo potencial artificial para resolver el problema de cambios discontinuos en el potencial gravitacional en la planificación de trayectorias y el problema de torque conjunto excesivo causado por un potencial gravitacional excesivo. Finalmente, se introduce la aplicación del algoritmo de árbol aleatorio de exploración rápida (RRT) en la planificación de trayectorias de robots y la evasión de obstáculos. El método de cálculo y el algoritmo de planificación de trayectorias mencionados fueron verificados en el entorno de simulación conjunta de MATLAB Robot Toolbox y CoppeliaSim. El método de solución inversa propuesto se compara con la solución inversa generada en el entorno de simulación de CoppeliaSim, y el error de ángulo de cada junta es menor a 0.01 rad.
Descripción
Este trabajo propone un método de cálculo para la solución óptima de la cinemática inversa de robots redundantes. Específicamente, se resuelven ocho conjuntos de soluciones vectoriales de robots redundantes mediante el método de parámetros D-H. Luego, se diseña una función objetivo para medir la precisión de la solución de la cinemática inversa del robot y la suavidad del movimiento conjunto del robot. Ajustando los pesos de cada ítem, se puede seleccionar la solución óptima que cumpla con diferentes requisitos. Además, este trabajo también introduce un método mejorado de campo potencial artificial para resolver el problema de cambios discontinuos en el potencial gravitacional en la planificación de trayectorias y el problema de torque conjunto excesivo causado por un potencial gravitacional excesivo. Finalmente, se introduce la aplicación del algoritmo de árbol aleatorio de exploración rápida (RRT) en la planificación de trayectorias de robots y la evasión de obstáculos. El método de cálculo y el algoritmo de planificación de trayectorias mencionados fueron verificados en el entorno de simulación conjunta de MATLAB Robot Toolbox y CoppeliaSim. El método de solución inversa propuesto se compara con la solución inversa generada en el entorno de simulación de CoppeliaSim, y el error de ángulo de cada junta es menor a 0.01 rad.