逆のkinematicsは、目的の場所で、エンドのフェクターを配置するために必要な関節角の計算を可能にするロボティクスの基本的な概念です。単純な逆のkinematicsのソルバーの構築は、ロボットアームが正確に制御することができる方法を理解するのに役立ちます。この記事では、6度フリーダム(6-DOF)ロボットアームのための基本的なソルバーを作成するステップバイステップの概要を提供します。

ロボットアーム構成を理解する

6-DOFロボットアームは、通常、6つのジョイントで構成され、それぞれが自由度を提供します。 これらのジョイントは通常、再計算とプリズムタイプの組み合わせですが、最も一般的には再計算されます。 アームの構成は、以前のリンクのポジションと方向を定義するDenavit-Hartenberg(D-H)パラメータを使用して記述することができます。

数学基礎

逆のkinematicsの核心は逆の先のkinematicsのequationsを解決することを含みます。前方kinematicsは共同角度に基づいて終端のfactorの位置を計算します、逆のkinematicsは与えられた位置のための共同角度を見つけます。幾何学方法、algebraic解決、またはヤコブイアンのinverseのような反復的なアルゴリズムのような技術は使用されます。

基本的なソルバーの実装

簡単なアプローチは、最初の3つのジョイントのための幾何学的な方法を使用して、手首を配置し、残りのジョイントを解明して、エンドのフェクターをオリエントします。この方法は、既知のターゲット位置と方向性を想定しています。このプロセスには、手首の位置を計算し、肩、肘、手首の角度を解決し、溶液を検証する。

プロセスの重要なステップ

  • ロボットのD-Hパラメータと初期のジョイントアングルを定義します。
  • ターゲットエンドのフェクターポーズに基づいて、リストの位置を計算します。
  • 幾何学的な関係を使用して最初の3つの共同角度のために解決して下さい。
  • 残りの3つのジョイントアングルを計算して、目的の方向に合わせます。
  • ソリューションをフォワード・キネマティクスで検証します。