Redundáns robot pályatervezése akadálykerüléssel

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Drexler Dániel András
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A robotkarok az ipar egyre több szegmensében megjelennek, pontosabbá, gyorsabbá téve a kívánt feladatokat. A termelésben már elengedhetetlen segédeszközök, azonban rengeteg felhasználásuk van más területeken is, mint például a hadipar, vagy az egészségügy. A napjainkban használatos robotkarok betanított pályán mozognak, egy kötött mozdulatsort látnak el. Ennek azonban az a hátránya, hogy az adott feladat determinálja a robotkar teljes testének mozgását is, így robotcellák kialakítása szükséges, illetve a programozás során is szükséges figyelmet fordítani arra, hogy a mozgó kar útjában semmi ne álljon. Ezzel szemben egy kinematikailag redundáns robotkar egy adott pozíciót a meghatározott prioritásoktól függően többféleképpen is meg tud közelíteni, ami lehetővé teszi, hogy kikerülje az útjába kerülő akadályokat, ami mind biztonsági, mind kényelmi szempontból hatalmas előnyt jelent. Redundáns robotok alatt olyan soros kinematikai láncként modellezhető szerkezeteket értünk, amelyek több aktuálható szabadságfokkal (csuklóval) rendelkeznek, mint amennyi a feladat megvalósításához szükséges. Redundáns robotokkal az csuklók magas számának köszönhetően elérhetők olyan helyek is, ahol a mozgástér erősen korlátozott különböző akadályok miatt.

Szakdolgozatom célkitűzése egy szimulációs környezet megvalósítása volt, melyben egy tetszőleges számú szegmenssel rendelkező redundáns robotkar pályatervezését valósítom meg akadálykerüléssel. Ehhez először irodalomkutatást végeztem a merev testek kinematikájáról, illetve a Jacobi-mátrix alapú pályatervezési algoritmusokról. Ezt követően megismertem a már implementált MATLAB függvényeket, és megvalósítottam a feladathoz szükséges további függvényeket.

A feladat két részfeladatra, a robot direkt- és inverz kinematikájának realizálására bontható. Előbbi a merev-test transzformációk felhasználásával a robot megjelenítését, és a beavatkozó szerv pozíciójának meghatározását szolgálja a csuklóváltozók ismeretében, utóbbi pedig Jacobi-mátrix alapú metódusok felhasználásával a mozgástervezés illetve az akadálykerülés alapját adja.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.