Analytical Solution for Inverse Kinematics

要約

この論文では、6 つの回転ジョイントで構成され、月探査ローバー システム (LERS) 内で利用される 6 自由度 (DOF) シリアル ロボット マニピュレーター アームの逆運動学 (IK) のための閉形式解析ソリューションを紹介します。
要求の厳しい月環境で正確な操作を行うための重要な資産として、このロボット アームは IK ソリューションを利用して、サンプル収集、インフラストラクチャの組み立て、機器の展開などのタスクに不可欠なエンドエフェクターの正確な位置決めに必要な関節パラメータを決定します。
幾何学的原理を適用することにより、提案された方法は IK 問題を解くための非常に効率的かつ正確なアプローチを提供し、従来の数値的方法と比較して計算需要を大幅に削減します。
この進歩により、リアルタイム運用能力が強化されるだけでなく、精度と速度が重要となる宇宙ロボット工学にも最適化されます。
さらに、この論文では LERS ロボット システムの統合について検討し、ARTEMIS プログラムおよび将来のミッションにおける自律型月探査をサポートする上でのこの研究の重要性を強調しています。

要約(オリジナル)

This paper introduces a closed-form analytical solution for the inverse kinematics (IK) of a 6 Degrees of Freedom (DOF) serial robotic manipulator arm, configured with six revolute joints and utilized within the Lunar Exploration Rover System (LERS). As a critical asset for conducting precise operations in the demanding lunar environment, this robotic arm relies on the IK solution to determine joint parameters required for precise end-effector positioning, essential for tasks such as sample collection, infrastructure assembly, and equipment deployment. By applying geometric principles, the proposed method offers a highly efficient and accurate approach to solving the IK problem, significantly reducing computational demands compared to traditional numerical methods. This advancement not only enhances real-time operational capabilities but is also optimized for space robotics, where precision and speed are critical. Additionally, the paper explores the integration of the LERS robotic system, underscoring the importance of this work in supporting autonomous lunar exploration within the ARTEMIS program and future missions

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