Рус Eng During last 365 days Approved articles: 2330,   Articles in work: 278 Declined articles: 901 
Library
Articles and journals | Tariffs | Payments | Your profile

Притыкин Ф.Н., Хомченко В.Г., Глухов В.И., Нефедов Д.И. Geometrical analysis of current situations characterizing the position of environment manipulator based upon the use of the permitted configuration spheres.

Published in journal "Программные системы и вычислительные методы", 2017-2 , pages 55-66.

Resume: The immediate object of studies is the module for automatic detection for the manipulator mechanism collisions with the prohibited zones, which is used in intellectual robot guidance. The object of studies involves geometrical analysis characterizing the position of the manipulator mechanism and the known prohibited zones.  The authors provide detailed analysis of analytical value of the allowed configurations sphere within the space of generalized coordinates with two prohibited zones present in the working space of a manipulator. The generalized coordinates space is provided for by the axes of the rectangular coordinates system based upon the directions of angles  providing for the movements in the turning pairs.  It is offered to use the sufficient condition for the collisions based upon the usage within the space of allowed configurations. All of the allowed configurations within the generalized coordinates space are reflected by a geometrical object.  The said geometrical object is provided for via analytical means with the use of several kinematic surfaces limiting it. The main result of the study is shorter calculation period for test assignments regarding virtual modeling for the manipulator movement of a "Komodo dragon" mobile robot with the use of the detection algorithm for collisions between the mechanism and the environment. The special input of the authors into the issue involves the development of the knowledge database assignment, which is used for intellectual guidance for manipulator motion in the familiar environment.  The novelty of the study is due to the development of the more productive method of information analysis on the position of manipulator mechanism and prohibited zones based upon the analytical dependencies, which are used to establish the allowed configuration space. The use of this space  for the trajectory synthesis within the generalized coordinates space allows one to correct the manipulator motion in order to predict and to exclude the dead-end situations when synthesizing the velocity vector movement.

Keywords: kinematic couples, intelligent robots, restricted areas, knowledge base, the virtual model operation of movements, kinematic surfaces, geometrical analysis, robot traffic control, area of allowed configurations, space of generalized coordinates

DOI: 10.7256/1811-9018.2013.01.12

This article is unavailable for unregistered users. Click to login or register

Bibliography:
Григорьев С. Н. Современное состояние и перспективы развития промышленной робототехники / С. Н. Григорьев, А. Г. Андреев, С. П. Ивановский // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 1. С. 31-34.
Ющенко А.С. Интеллектуальное планирование в деятельности роботов / А.С. Ющенко // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 3. С. 5-18.
De Silva C. W., Macfarlane A. G. J. Knowledge-based control approach for robotic manipulators. “Int. J. Contr.” 1989. 50, N 1. pp. 249-273.
Hasegawa T., Suehiro T., Takase K. A model-based manipulation system with skill-based execution. ’’IEEE Trans. Rob. and Autom.’’,1992. 8, N 5. pp.535-544.
Ермолов И. Л. Автономность мобильных роботов, ее сравнительные меры и пути повышения / И. Л. Ермолов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 6. С. 23-28.
Tsujumura T., Yabuta T., Morimitsu T. Shape-reconstruction system for three-dimensional objects using an ultrasonic distance sensor mounted on a manipulator. ” Trans. ASME: J. Dyn. Syst., Meas., and Contr.”, 1989. 111. N 2. pp. 180-186.
Shaffer C. A., Herb G. M. A real-time robot arm collision avoidance system. ’’IEEE Trans. Rob. and Autom.’’, 1992. 8. N 2. pp. 149-160.
Лопатин, П. К. Компьютерная имитация управления манипуляционными роботами в неизвестной среде на основе точного и упрощенного алгоритмов / П. К. Лопатин // Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. № 8. C. 7-14.
Meyer W., Benedict P. Path planning and the geometry of joint space obstacles. ‘‘Proc. IEEE Int. Conf. Rob. and Autom., Philadelphia, Pa, Apr. 24 – 29, 1988. Vol. 1’’. Washington (D. C.), 1988. pp. 215-219.
Малышев В. А., Тимофеев А. В. Алгоритм программных движений манипуляторов с учётом конструктивных ограничений и препятствий // Известия АН СССР –Техническая кибернетика. 1978. № 6. C. 44-72.
Притыкин Ф.Н. Аналитическое описание области, задающей множество разрешенных конфигураций механизма мобильного манипулятора с учетом положения запретных зон / Ф.Н. Притыкин, А.Ю. Осадчий, Д.И. Нефедов // Евразийский союз ученых (ЕСУ), 2015. № 10(19). С. 119-123.
Притыкин Ф.Н., Исследование поверхностей, задающих границы области разрешенных конфигураций механизма мобильного манипулятора при наличии запретных зон / Ф.Н. Притыкин, Д.И. Нефедов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. № 6. Т. 17. С. 404-413.
Лопатин П.К. Исследование достижимости целевых состояний в неизвестной статической среде // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 4. С. 2-6.
Lopatin P. Investigation of a Target Reachability by a Manipulator in an Unknown Environment. International Conference on Mechatronics and Automation. 2016. August 7-10, Harbin, China.
Короткий В.А. Компьютерное моделирование кинематических поверхностей / В.А. Короткий, Е.А. Усманова, Л.И. Хмаракова // Геометрия и графика. 2015. T. 3. Вып. 4. C. 19-27.
Рачковская Г.С. Геометрическое моделирование и графика кинематических линейчатых поверхностей на основе триады контактирующих аксоидов // Геометрия и графика. 2016. T. 4. Вып. 3. C. 46-53.
Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения / В.Л. Рвачев. – Киев. : 1982, 252 с.
Генерозов В.Л. Алгоритм планирования траекторий манипулятора при наличии препятствий // Изв. АН СССР, Техническая кибернетика. 1984. № 1. С. 137-147.
Игнатьев М.Б. и др. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. – Л.: Машиностроение, 1977. 248 с.
Галечан В. К. К построению алгоритма роботы манипулятора в среде с препятствиями / В. К. Галечан, Б. Л. Саламандра // Машиноведение. 1984. № 2. C. 40- 47.
Гречановский Е. Н. Метод планирования движений манипулятора при наличии препятствий / Е. Н. Гречановский, И. Ш. Пинскер. Модели алгоритмы, принятие решений. – М.: Наука, 1979. C. 100-142.
Кобринский А. А. Построение движений манипуляционной системы в среде с препятствиями // А. А. Кобринский, А. Е. Кобринский. Доклады АН СССР. – 1975. T. 224. № 6. C. 1279-1282.
Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей: монография / Ф. Н. Притыкин. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 172 с.
Зенкевич С.Л. Управление роботами. Основы управления манипуляционными робототехническими системами / С. Л. Зенкевич, А. С. Ющенко. – М: МВТУ, 2000. 400 с.
Корендясев А. И. Манипуляционные системы роботов / А. И. Корендясев, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес. – М. : Машиностроение, 1989. 472 с.

Correct link to this article:
just copy this link to clipboard