3dof Inverse Kinematics의 합동 각의 단계 별 단계 계산

역학적 인은 최종 효과의 원하는 위치에 따라 로봇 팔의 관절 각도를 결정하는 데 사용되는 방법입니다. 3도의 자유 (3DOF) 시스템에서이 각도를 계산하는 것은 기하학 및 삼각적 원칙을 포함합니다. 이 문서는 이러한 계산을 수행하는 단계별 가이드를 제공합니다.

로봇 구성 이해

계산을 시작하기 전에, 링크 길이 및 관절 유형을 포함하여 로봇의 구조를 이해하는 데 필수적입니다. 일반적으로 3DOF 로봇에는 3D 공간에서 최종 effector의 전체 위치로 각 조인트가 있습니다.

최종 effector의 원하는 위치를 식별, 좌표 (x, y, z)로 표현. 이 좌표는 공동 각도를 계산하기위한 기초 역할을한다.

첫번째 합동 각, θ1는, 전형적으로 수직 축선의 주위에 교체입니다. 그것은 XY 비행기에 표적 위치의 투상을 사용하여 산출될 수 있습니다:

θ1 = atan2(y, x)

손목 위치를 찾기 위해 첫 번째 관절의 기여를 뺍니다. 마지막 두 관절이 작동되는 지점입니다. 이것은 판사 거리를 계산하는 것이 포함됩니다.

r = sqrt(x2 + y2) - link1 length

그리고 수직 거리:

= z - link0 height

코사인의 법칙을 사용하여 팔꿈치와 어깨 관절에 각도를 계산합니다. 정의 :

D = (r2 + s2 - link2 length2 - link3 length2) / (2 * link2 length * link3 length)[

그 후에, 팔꿈치 각:

θ3 = acos(D)

그리고 어깨 각:

θ2 = atan2(, r) - atan2(link3 length * sin(θ3), link2 length + link3 length * cos(θ3)]]

필요한 경우 모든 계산 각도를 변환합니다. 각도를 검증하기 전에 로봇의 관절 한계 안에 있습니다.