канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Москва
Moscow, 117997
т, д-р техн. наук, доц., вед. науч. сотр.
Москва
Moscow, 117997
Непрерывные роботы —это гибкие роботы, способные маневрировать в пространствах со сложной геометрией, например внутри сложных устройств. Высокая маневренность непрерывных роботов обеспечивается за счет упругой деформации изгиба собственного тела робота и линейного смещения базы. Деформация изгиба может быть описана с использованием двух допущений: об отсутствии кручения и о кусочно-постоянной кривизне. Допущение об отсутствии кручения исключает деформацию кручения в роботе. Допущение о кусочно-постоянной кривизне позволяет описать форму изгиба нейтральной линии робота. Для этого секция изгиба разбивается на подсекции, нейтральная линия которых может быть представлена дугой круга. Однако такой подход усложняет решение обратной задачи кинематики, а наличие движимой базы также является препятствием для ее решения. В данной работе представлено решение обратной задачи кинематики для непрерывного робота с движимой базой и переменной кривизной, которое использует касательную прямую к рабочей области робота для нахождения смещения базы. Для определения касательной рабочая область робота разбивается на несколько участков. Каждому участку соответствует свой центр. Касательная определяется как перпендикуляр к прямой, проведенной через центр участка и точку рабочей области, для которой нужно определить касательную. Сравнение в численных экспериментах предложенного метода с аналогом показывает, что предложенный метод точнее определяет касательные и способен решить бóльшую долю задач обратной кинематики, чем аналог.
Continuum robots are flexible robots capable of maneuvering in spaces with complex geometry, such as the insides of complex devices. High maneuverability of continuum robots are ensured due to the elastic bending deformation of the robot’s own body and the linear displacement of the base. Bending deformation can be described by two assumptions: absence of torsion and piecewise constant curvature. The absence of torsion eliminates torsional deformation in the robot. Piecewise constant curvature assumption allows us to describe the shape of the robot’s neutral line. To do this, the bending section is divided into subsections, the neutral line of which can be represented by an arc of a circle. However, this approach complicates the inverse kinematics. The presence of a movable base is also an obstacle to solving the inverse kinematics. This paper presents a solution to the inverse kinematics for a continuous robot with a movable base and variable curvature, which uses the tangent line to the robot’s workspace to determine the amount of base displacement. To determine the tangent, the robot’s work area is divided into several sites. Each site has its own center. A tangent is defined as a perpendicular to a line drawn through the center of the site and to a point in the work area for which the tangent needs to be determined. A comparison of the proposed method with an analogue in numerical experiments shows that the proposed method more accurately determines tangents and is capable of solving a larger portion of inverse kinematics problems than the analogue.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.