Апокин Елисей Михайлович, студент
бульвар 50 лет Октября, д. 7, г. Брянск 241035
Elisey M. Apokin, Student
50 Let Oktyabrya ave. 7, Bryansk 241035
Хандожко Виктор Александрович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Автоматизированные технологические системы»
бульвар 50 лет Октября, д. 7, г. Брянск 241035
Viktor A. Khandozhko, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professo,, Head of the Automated Technological Systems Department
50 Let Oktyabrya ave. 7, Bryansk 241035
Цель исследования. Разработка программной реализации иерархического подхода к решению обратной задачи кинематики робота-манипулятора с произвольным количеством сочленений. Разработанная библиотека может быть использована как в составе САПР машиностроительного назначения с поддержкой функционала инженерного анализа (CAE), так и для разработки программного обеспечения встроенных систем управления многокоординатными манипуляционными машинами.
Методы. Идея подхода заключается в итерационном приближении обобщенных координат в последовательности, определенной разработчиком. Количество необходимых итераций определяется требу-емой точностью решения. В качестве исходных данных для решения обратной задачи кинематики требуется «матрица манипулятора» 4 × 4 в символьном виде, начальные значения обобщенных коорди-нат, и «матрица манипулятора» 4 × 4, описывающая финальные положение и ориентацию схвата. Для реализации выбран язык программирования Си стандарта ANSI C, поскольку он обеспечивает доста-точную портативность и близость к аппаратуре.
Результаты. Результатом работы является библиотека языка программирования Си для ЭВМ под управлением операционных систем семейства Unix (например, GNU/Linux, freeBSD, openBSD, macOS, Solaris), которая предоставляет функции, необходимые для решения обратной задачи кинематики робота–манипулятора.
Заключение. В статье показан пример использования данной библиотеки для трехзвенного робота– манипулятора, а также построена траектория его движения по десяти точкам. Использование предложенной в статье библиотеки libreRGM3 может быть эффективным способом решения ОЗК при моделировании движения робота в САПР (например, OpenSCAD [
Purpose of research. Development of a software implementation of a hierarchical approach to solving the inverse problem of the kinematics of a robot manipulator with an arbitrary number of joints. The developed library can be used both as part of mechanical engineering CAD systems with support for engineering analysis (CAE) functionality, and for the development of software for embedded control systems for multi-axis handling machines.
Methods. The idea of the approach is to iteratively approximate generalized coordinates in a sequence defined by the developer. The number of required iterations is determined by the required accuracy of the solution. As initial data for solving the inverse kinematics problem, a 4 × 4 “manipulator matrix” in symbolic form, initial values of generalized coordinates, and a 4 × 4 “manipulator matrix” describing the final position and orientation of the gripper are required. The ANSI C programming language was chosen for implementation because it provides sufficient portability and proximity to the hardware.
Results. The result of the work is a library of the C programming language for computers running operating systems of the Unix family (for example, GNU/Linux, freeBSD, openBSD, macOS, Solaris), which provides the functions necessary to solve the inverse problem of the kinematics of a robot manipulator.
Conclusion. The article shows an example of using this library for a three-link robotic manipulator, and also plots the trajectory of its movement along ten points. Using the libreRGM3 library proposed in the article can be an effective way to solve OZK when modeling robot movement in CAD (for example, OpenSCAD [
The authors declare that there are no conflicts of interest present.