Ymmärtäminen, miten laskea yhteisiä nopeus ja kiihtyvyydet on olennaista moniaste-of-freedom (multi-DOF) robotteja. Tarkkojen laskelmien avulla tarkka liikkeet ja parantaa yleistä robotti suorituskykyä. Tässä artikkelissa käsitellään käytännön menetelmiä robotiikan näitä laskelmia.

Peruskäsitteet

Yhteisnopeus viittaa siihen, kuinka nopeasti nivelkulmat muuttuvat ajan myötä, kun taas yhteiset kiihtyvyysluvut osoittavat, kuinka nopeasti nämä nopeudet muuttuvat. Molemmat ovat kriittisiä lentoradan suunnittelun ja hallinnan kannalta. Nämä määrät ovat tyypillisesti peräisin robotin kinemaattisesta yhtälöstä.

Yhteisnopeuksien laskeminen

Yksi yhteinen menetelmä liittyy käyttäen Jacobian matriisi, joka liittyy yhteisiä nopeus end-efektori nopeus. Yhteiset nopeus voidaan laskea kääntämällä tai pseudo-inverting, Jacobian:

Jäsennopeus = jakobin Pseudo-käänteinen × End-effector nopeuden

Tämä lähestymistapa edellyttää tietoa robotin nykyisestä kokoonpanosta ja halutusta päätelaitteen liikkeestä.

Yhteiskiihdytysten laskeminen

Yhteiskiihdytys voidaan saavuttaa erottamalla ajasta yhteiset nopeudet. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää dynaamisessa mallissa jakobianin toista johdannaista:

Jännitteen kiihtyvyys = jakobin johdannainen × Yhteisnopeus + Jacobin × Lopputehostimen kiihtyvyys[

Käytännön lähestymistavat

Numeerinen eriyttäminen käytetään usein reaaliaikaisissa sovelluksissa, joissa yhteiset nopeus- ja kiihtyvyysarvot arvioidaan sijaintitiedoista. Suodatustekniikat, kuten matalapäästöiset suodattimet, auttavat vähentämään melua näissä arvioissa. Lisäksi mallipohjaisissa menetelmissä on mukana robotin dynamiikka tarkempia laskelmia varten.

  • Numeerinen eriyttäminen
  • Suodatustekniikat
  • Malliin perustuvat dynaamiset laskelmat
  • Anturien fuusiomenetelmät