Інверсні кінематики є фундаментальною концепцією в робототехніки, яка дозволяє розрахувати кути суглобів, необхідні для позиціонування кінцевого ефекту при бажаному місці. Побудова простого інверсного кінематичного розчинника допомагає зрозуміти, як працює зброя може бути контрольована точно. Ця стаття забезпечує покроковий огляд створення базового розчинника для 6-градусний-фомансового (6-DOF) робота рука.

Розуміння конфігурації робочої руки

ручка 6-DOF працює зазвичай складається з шести з'єднань, кожен надає ступінь свободи. Ці з'єднання зазвичай є поєднанням революційних і психтичних типів, але найчастіше революції. Конфігурація руки може бути описана за допомогою параметрів Denavit-Hartenberg (D-H), які визначають позицію і спрямованість кожного посилання відносно попереднього.

Математичні основи

Ядро інверсних кінематичних засобів передбачає рішення форвардних кінематичних рівнянь у зворотному напрямку. Передня кінематика комп’ютерна позиція ендопротезатора на основі кутів суглобів, а поперекова кінематика знаходить кути суглоба для даної позиції. Методики, такі як геометричні методи, алгебраїчні рішення, або ітеративні алгоритми, як використовується як іуціан.

Реалізація базового Solver

Простий підхід передбачає використання геометричних методів для перших трьох суглобів для позиціонування зап'ястя, після чого рішення для решти суглобів для орієнтування кінцевого ефекту. Цей метод передбачає відоме положення цілі та спрямованість. Процес включає в себе розрахунок положення зап'ястя, рішення для плеча, ліктя та кутів зап'ястя, а також перевірку розчину.

Основні кроки в процесі

  • Визначте параметри D-H і початкові кути з'єднання.
  • Розрахунок положення зап'ястя на основі цільового ендопротектора поз.
  • Вирішити для перших трьох кутів суглоба за допомогою геометричних відносин.
  • Зробіть залишилися три кути з'єднання, щоб відповідати бажаним орієнтаціям.
  • Перевірити розчин за допомогою форвардної кінематики.