関節ロボットは、製造および自動化に広く使用されています。 それらの動きを計算する方法を理解することは、フォワードと逆の運動を伴う。 この記事では、これらの計算に対する明確なステップバイステップのアプローチを提供します。

フォワード・キネマティクスの理解

フォワード・キネマティックスは、与えられたジョイント・パラメータに基づいて、ロボットのエンド・フェクターの位置と方向を決定します。 関節角度とリンク長さから空間座標を計算することを含みます。

プロセスは通常、各ジョイントとリンクを表す変換の行列を使用します。これらの行列を乗算すると、エンドのフェクターの最終位置と方向が引き出されます。

フォワード・キネマティックスを計算

フォワード・キネマティクスを実行する手順は次のとおりです。

  • ロボットのリンクパラメータを定義します。長さとジョイントアングルを含みます。
  • これらのパラメータに基づいて、各ジョイントの変換の行列を作成します。
  • 全体の変換行列を取得するには、行列を順次増やします。
  • 結果の行列から位置と方向を抽出します。

逆のKinematicsの理解

逆のkinematicsは端のフェクターの特定の位置そしてオリエンテーションに達するために必要な共同変数を計算します。それはロボット道の計画および制御のために必要です。

課題は、エンド・フェクターの目的ポーズをジョイント変数に関連付ける式を解決するものです。これは複雑で複数のソリューションを持つことができます。

逆の運動学の計算

一般的なアプローチは、次のものを含みます。

  • エンドフェクターのターゲット位置とオリエンテーションを指定します。
  • このポーズを達成する関節角のために解決するために幾何学的かアルジブラチ法を使用して下さい。
  • ソリューションを検証して、ジョイントの限界内にあるようにし、衝突を避けることができます。

実際には、逆の運動は、特に自由度の複数の程度の複雑なロボットのために、反復的な数値方法か専門にされたアルゴリズムを、要求します。