Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Study of the Surfaces Defining the Area Boundaries of the Allowable Configurations of the Mobile Manipulator Mechanism with the Available Forbidden Zones

https://doi.org/10.17587/mau.17.407-413

Abstract

In this work the authors propose a method for analyzing information about the mechanism of the manipulator's positions and use of the restricted area in the field to set permissions in the configuration space of the generalized coordinates. Permissions' configuration reflects a model of the environment and is used in a system, which autonomously generates a robot's movement in accordance with the job description. Features of the manipulator are associated with the execution of the tasks in advance and on the eve of implementation of a virtually simulated movement. If the desired job is virtually modeled, it is executed as a sequence of operations with the use of the force-torque control algorithm and sensitizing system. At the same time, virtual modeling avoids unjustified and unnecessary movement of the manipulator in the presence of a motor redundancy. An approximate method for setting the resolved configurations is used in the collection of the planes and surfaces of the second order, limiting this area. The developed mathematical model of the area made feasible the configurations based on the use of the sets of inequalities and the unit of R-functions. Analysis of the relative position of the manipulator's motion paths and the field configurations admitted in the space of the generalized coordinates, allows predicting deadlocks, in which an arm can move. The results of the computational experiments and studies prove a reduction of the calculation time of the generalized vector of velocity and the trajectory of the manipulator motion in the phase of analysis of the mechanism of virtual manipulator interaction with the known environment. The analytical dependencies can be used in the intelligent control systems for the robots operating autonomously in the presence of the forbidden zones.

About the Authors

F. N. Pritykin
Omsk State Technical University
Russian Federation


D. E. Nefedov
Омский государственный технический университет
Russian Federation


References

1. Ющенко А. С. Интеллектуальное планирование в деятельности роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 3. С. 5-18.

2. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Евстигнеев Д. В., Семенов А. В. Интеллектуальные робототехнические системы: принципы построения и примеры реализации. Ч. 1 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. № 11. С. 14-23.

3. Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Управление роботами. Основы управления манипуляционными робототехническими системами. М.: МВТУ, 2000. 400 с.

4. Isto P. A parallel motion planner for systems with many degrees of freedom // Proc. of the 10th Intemat. Conf. on Advanced Robotics (ICAR 2001), August 22-25, 2001, Hotel Mercure Buda, Budapest, Hungary. P. 339-344.

5. Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 172 с.

6. Lopatin P. K. Algorithm of a manipulator movement amidst unknown obstacles // Proc. of the 10th International Conference on Advanced Robotics (ICAR 2001). August 22-25. 2001. Hotel Mercure Buda, Budapest, Hungary. P. 327-331.

7. Егоров А. С., Лопатин П. К. Использование алгоритма полиномиальной аппроксимации в задаче управления манипулятором в среде с неизвестными препятствиями // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 3. С. 24-29.

8. Притыкин Ф. Н., Осадчий А. Ю. Исследование областей пространства конфигураций, задающих совокупность достижимых точек рабочей зоны манипулятора с учетом положения запретных зон // Омский научный вестник. 2014. № 3 (133). С. 70-74.

9. Притыкин Ф. Н., Нефедов Д. И., Рингельман А. В. Исследование областей, задающих множества разрешенных конфигураций при нахождении механизма мобильного манипулятора в близости от запретных зон // Инженерный вестник Дона. 2015. № 2. Ч. 2. URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3007

10. Рвачев В. Л. Методы алгебры логики в математической физике. Киев: 1974. 256 с.


Review

For citations:


Pritykin F.N., Nefedov D.E. Study of the Surfaces Defining the Area Boundaries of the Allowable Configurations of the Mobile Manipulator Mechanism with the Available Forbidden Zones. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2016;17(6):407-413. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.17.407-413

Views: 461


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)