ヒューマノイドロボットのキネマティックモデルを作成するには、理論的な概念を実用的なアプリケーションに翻訳することを含みます。このプロセスには、ロボットの構造の設計、ジョイントパラメータを定義し、シミュレーションと物理テストを通じてモデルを検証するが含まれます。正確なモデリングは、効果的な制御と運動計画に不可欠です。

運動構造の設計

最初のステップは、関節と種類の数を含むロボットの物理的構造を定義することです。 共通のジョイントには、回転とリニアの動きをそれぞれ許す、再計算とプリズムタイプが含まれます。 Denavit-Hartenbergパラメータを確立することで、各ジョイントとリンクを体系的にモデリングできます。

数学モデルの開発

数学モデルは、ベースに相対的な各リンクの位置と方向を記述します。 フォワード・キネマティクスを使用して、エンド・フェクターの位置は、ジョイント・アングルに基づいて計算することができます。 逆のキネマティックスは、目的のエンド・フェクター・ポジションに必要なジョイント・コンフィギュレーションを決定することを可能にします。

検証とテスト

検証には、実世界のデータとモデルの予測を比較することが含まれます。シミュレーションは、さまざまなシナリオでキネマティックな式をテストするために行われます。実際のロボットによる物理的テストは、矛盾を特定し、精度のためのモデルを改良するのに役立ちます。

ツールとテクニック

  • ロボット構造の設計のためのCADソフトウェア
  • 数学計算のための数学ソフトウェア
  • ガゼボやV-REPなどのシミュレーション環境
  • センサーとモーションキャプチャによる物理的テスト