Разработка программного модуля для моделирования кинематики и динамики манипулятора

Раин Ту

doi:10.52575/2687-0959-2023-55-1-70-83

Авторы

Раин Ту Белгородский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2023-55-1-70-83

Ключевые слова:

компьютерное моделирование, моделирование кинематики, метод Левенберга – Марквардта, моделирование динамики, метод Ньютона – Эйлера, манипулятор

Аннотация

В статье предлагается разработка программного модуля для моделирования кинематики и динамики манипулятора с пятью степенями подвижности. Для решения прямой задачи кинематики манипулятора использован метод Денавита – Хартенберга. Для решения обратной задачи кинематики и динамики манипулятора использованы аналитические методы – метод Левенберга – Марквардта, метод Ньютона – Эйлера и метод мягких вычислений – адаптивная нейро-нечеткая система вывода. Разработан программный модуль для моделирования кинематики и динамики манипулятора с использованием программного комплекса системы автоматизированного проектирования SolidWorks и программы MatLab. Полученный программный модуль позволяет выполнять моделирование кинематики и динамики манипулятора на основе описываемых методов, визуализацию результатов моделирования, формирование траектории для целевого положения и ориентации рабочего органа манипулятора, имитационное моделирование движения манипулятора по заданной траектории.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

Раин Ту, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

научный соискатель кафедры математического и программного обеспечения информационных систем

Библиографические ссылки

Раин Т., Довгаль В. М., Ян Н. С. 2018. Моделирование кинематического управления роботом-манипулятором «Intelbot» на основе адаптивной нейро-нечеткой системы вывода (ANFIS). Научные ведомости БелГУ. Сер. Экономика. Информатика, 45(3): 497–509.

Раин Т., Ян Н. С. 2019. Моделирование динамики манипулятора с использованием адаптивной нейро-нечеткой системы вывода. Научный журнал «Моделирование, оптимизация и информационные технологии», 7(4): 1–14.

Adam S. A., Zhou Ji-Pin, Zhang Yi-hua. 2017. Modeling and simulation of 5DOF robot manipulator and trajectory using MATLAB and CATIA. 3rd International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR): 36-40. DOI:10.1109/ICCAR.2017.7942657.

Amit T., Vinod K. 2020. Design, simulation, and analysis of a 6-axis robot using robot visualization software. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 872: 1–9. DOI 10.1088/1757-899X/872/1/012040

Chauhan S. S., Khare A. K. 2020. Kinematic Analysis of the ABB IRB 1520 Industrial Robot Using RoboAnalyzer Software. Evergreen. Joint Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy, 07(04): 510–518.

Dey U., Cheruvu S. K. 2020. A web-based integrated GUI for 3D modeling, kinematic study, and control of robotic manipulators. Computer Applications in Engineering Education, 28(4): 1028–1040.

George E. I., Smith R., Levy J. S., Brand T. C. 2019. Simulation in Robotic Surgery. Comprehensive Healthcare Simulation: Surgery and Surgical Subspecialties, Comprehensive: 191–220. https://doi.org/10.1007/978-3-319-98276-2_17

Kuruganti Y. S., Ganesh A. S. D., Ivan D. D., Chittawadigi R. G. 2021. Effective Teaching of Homogenous Transformations and Robot Simulation Using Web Technologies. Congress on Intelligent Systems. CIS 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, 1335: 687–699.

Maram S., Yashaswi K., Chittawadigi R., Saha S. 2019. Effective Teaching and Learning of Homogenous Transformation Matrix using RoboAnalyzer Software. In Proceedings of the Advances in Robotics (AIR 2019): 4th International Conference of the Robotics Society: 1-5. https://doi.org/10.1145/3352593.3352611

Mickoski I., Mickoski H., Djidrov M. 2018. Dynamic modeling and simulation of three-member robot manipulator. Mathematical Models in Engineering, 4(4), Issue 4: 183–190. https://doi.org/10.21595/mme.2018.20319

Othayoth R. S., Chittawadigi R. G., Joshi R. P., Saha S. K. 2017. Robot kinematics made easy using RoboAnalyzer software. Computer Applications in Engineering Education 25(5): 669–680.

Sabnis C. V., Anjana N. R., Talli A., Giriyapur A. C. 2021. Modelling and Simulation of Industrial Robot Using SolidWorks. Advances in Industrial Machines and Mechanisms. Select Proceedings of IPROMM 2020: 173–182. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1769-0_16

Shivani R., Shruti T., Chaitali P. 2017. A Parallel Study of Designing and Simulation of Industrial Robotics. International Journal of Electrical, Electronics and Data Communication (IJEEDC), 5(2): 55–60.

Sinha S. S., Chittawadigi R. G., Saha S. K. 2018. Inverse Kinematics for General 6 R Manipulators in RoboAnalyzer. The 5th Joint International Conference on Multibody System Dynamics (IMSD 2018): 1–9.

Talli A., Marebal D. 2021. Kinematic Analysis and Simulation of Robotic Manipulator Based on RoboAnalyzer. Smart Sensors Measurements and Instrumentation. Lecture Notes in Electrical Engineering, 750: 59–69.

Xu X. et al., 2018. Robotic kinematics teaching system with virtual reality, remote control and an on–site laboratory, Int. J. Mech. Eng. Educ. 48(3): 197–220.

Yang L., Zhang X. 2015. Dynamics Modeling and Simulation of Robot Manipulator. Intelligent Robotics and Applications. Lecture Notes in Computer Science, 9246: 524–535. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22873-0_47