Інверсні кінематики – метод, який використовується для визначення кутів суглобів роботизованої руки на основі бажаного положення її кінцевого ефекту. У 3 градусах свободи (3DOF) система, розрахунок цих кутів передбачає геометричні та тригонометричні принципи. Дана стаття забезпечує покроковий посібник для виконання цих розрахунків.

Розуміння конфігурації роботів

Перед початком розрахунку необхідно розуміти структуру роботи, в тому числі довжини зв'язку і типів суглобів. Зазвичай, робота 3DOF має три обертальні суглоби, кожен сприяє загальному положенні ендопротектора в 3D-просторі.

Крок 1: Визначити цільову позицію

Визначте бажане положення ендопротектора, представлене координацією (х, y, z). Ці координати служать основою для розрахунку кутів суглоба.

Крок 2: Розрахунок базового кута (¢1)

Перший кут з'єднання, ТП1, як правило, обертається навколо вертикальної осі. Він може бути розрахований за допомогою проекції цільового положення на XY-план:

¢1 = атan2 (y, x)]

Крок 3: Розрахунок позиції Wrist

Відстежуйте внесок першого суглоба, щоб знайти позицію зап'ястя, яка є точкою, де працюють останні два суглоби. Це передбачає розрахунок відстані планару:

r = Квадрат(x2 + y2) - link1 довжина

і вертикальна відстань:

= z - link0 height

Крок 4: Розрахувати кути лікоть і плечових

Використання Закону про корзини, ускладнюйте кути під ліктя і плечові суглоби. Визначте:

  • D = (r2 + s2 - link2 length2 - link3 довжина2 / (2 * link2 довжина * посилання3 довжина)

потім, кут ліктя:

¢3 = acos(D)]

І кут плеч:

] ¢2 = an2(s, r) - atan2(link3 довжина * sin(¢3), link2 довжина + посилання3 довжина * cos(¢3))]

Крок 5: Закінчення кутів

Перетворення всіх обчислених кутів до градусів при необхідності. Перевірити кути знаходяться в межах роботи перед їх застосуванням.