Direct Kinematics, Inverse Kinematics, and Motion Planning of 1-DoF Rational Linkages

要約

この研究では、1つの自由度(DOF)を備えた合理的な単一ループメカニズムの軌道計画を扱う一連のアルゴリズムを提示します。
合理的な動きの二重の四項表現、直接(前方)運動学の式、数値逆運動アルゴリズム、および運転手の軌跡の生成の恩恵を受けます。
Gauss-Newton検索を使用した新しいアプローチを1パラメーターの逆運動学の問題を検索します。
さらに、ツールの滑らかな等距離走行を実行する方法は、ARC長の再評価を適用することにより提供されます。
この一般的なアプローチは、合理的な動きを特徴とする4〜7つのジョイントを備えた1-DOFメカニズムに適用できます。
実験室のセットアップでの使用を実証するために実験が行われました。

要約(オリジナル)

This study presents a set of algorithms that deal with trajectory planning of rational single-loop mechanisms with one degree of freedom (DoF). Benefiting from a dual quaternion representation of a rational motion, a formula for direct (forward) kinematics, a numerical inverse kinematics algorithm, and the generation of a driving-joint trajectory are provided. A novel approach using the Gauss-Newton search for the one-parameter inverse kinematics problem is presented. Additionally, a method for performing smooth equidistant travel of the tool is provided by applying arc-length reparameterization. This general approach can be applied to one-DoF mechanisms with four to seven joints characterized by a rational motion, without any additional geometrical analysis. An experiment was performed to demonstrate the usage in a laboratory setup.

arxiv情報

著者 Daniel Huczala,Andreas Mair,Tomas Postulka
発行日 2025-06-02 07:22:14+00:00
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