Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera
Configuration-based compliance control of kinematically redundant robot arm Part II: Experimental validation
Апстракт
U okviru ovog rada koji se sastoji iz dva dela, prikazuje se novi pristup upravljanja popustljivošću vrha robota, odnosno elastomehaničkom interakcijom vrha robota i njegovog okruženja, primenom kinematske redundanse umesto aktuacione. U prvom delu ovaj pristup je prikazan kroz koncipiranje metode upravljanja krutošću promenom konfiguracije - Configuration-based Stiffness Control (CSC), za slučaj kinetosatičke konzistentnosti, primenom projekcije gradijenta optimizacione funkcije koja minimizira Euklidovu normu nedijagonalnih elemenata matrice krutosti robota izražene u unutrašnjim koordinatama. U drugom delu predložena metoda upravljanja popustljivošću je testirana simulacionim eksperimentima, koristeći kao simulacionu platformu dva posebna slučaja najjednostavnijih kinematski redundantnih robotskih ruku: Slučaj 1 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom (m = 1) i minimalno mogućom redundansom, r = (n - m) = 1, i Slučaj 2 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom ...(m = 1) i minimalno mogućom hiperredundansom, r = 2 i r > m. U oba slučaja singulariteti i ograničenja u opsezima pokretljivosti zglobova nisu razmatrani.
This two-part paper presents an approach to the control of robot endpoint compliance, i.e., elasto-mechanical interaction between a robot and its environment using kinematic redundancy instead of actuation redundancy. In Part I this approach is developed by proposing the Configuration-based Stiffness Control (CSC) method for kinetostatically consistent control of robot compliant behaviour, based on the gradient projection of the cost function which minimizes the norm of off-diagonal elements of the jointspace matrix. In Part II validity of the proposed compliance control method is tested by simulation experiments using as a simulation platform two specific cases of most simple kinematically redundant robot arms: Case 1 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible redundancy, r = (n - m) = 1, and Case 2 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible hyper-redundancy, r = 2 and r > m. In both cases the singularity and joint limits were no...t considered.
Кључне речи:
nullspace / kinematic redundancy / compliance controlИзвор:
FME Transactions, 2017, 45, 4, 475-480Издавач:
- Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd
Финансирање / пројекти:
- Интелигентни роботски системи за екстремно диверзификовану производњу (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-35007)
DOI: 10.5937/fmet1704475P
ISSN: 1451-2092
WoS: 000408083800003
Scopus: 2-s2.0-85021218568
Колекције
Институција/група
Mašinski fakultetTY - JOUR AU - Petrović, Petar AU - Danilov, Ivan PY - 2017 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/2595 AB - U okviru ovog rada koji se sastoji iz dva dela, prikazuje se novi pristup upravljanja popustljivošću vrha robota, odnosno elastomehaničkom interakcijom vrha robota i njegovog okruženja, primenom kinematske redundanse umesto aktuacione. U prvom delu ovaj pristup je prikazan kroz koncipiranje metode upravljanja krutošću promenom konfiguracije - Configuration-based Stiffness Control (CSC), za slučaj kinetosatičke konzistentnosti, primenom projekcije gradijenta optimizacione funkcije koja minimizira Euklidovu normu nedijagonalnih elemenata matrice krutosti robota izražene u unutrašnjim koordinatama. U drugom delu predložena metoda upravljanja popustljivošću je testirana simulacionim eksperimentima, koristeći kao simulacionu platformu dva posebna slučaja najjednostavnijih kinematski redundantnih robotskih ruku: Slučaj 1 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom (m = 1) i minimalno mogućom redundansom, r = (n - m) = 1, i Slučaj 2 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom (m = 1) i minimalno mogućom hiperredundansom, r = 2 i r > m. U oba slučaja singulariteti i ograničenja u opsezima pokretljivosti zglobova nisu razmatrani. AB - This two-part paper presents an approach to the control of robot endpoint compliance, i.e., elasto-mechanical interaction between a robot and its environment using kinematic redundancy instead of actuation redundancy. In Part I this approach is developed by proposing the Configuration-based Stiffness Control (CSC) method for kinetostatically consistent control of robot compliant behaviour, based on the gradient projection of the cost function which minimizes the norm of off-diagonal elements of the jointspace matrix. In Part II validity of the proposed compliance control method is tested by simulation experiments using as a simulation platform two specific cases of most simple kinematically redundant robot arms: Case 1 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible redundancy, r = (n - m) = 1, and Case 2 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible hyper-redundancy, r = 2 and r > m. In both cases the singularity and joint limits were not considered. PB - Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd T2 - FME Transactions T1 - Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera T1 - Configuration-based compliance control of kinematically redundant robot arm Part II: Experimental validation EP - 480 IS - 4 SP - 475 VL - 45 DO - 10.5937/fmet1704475P ER -
@article{ author = "Petrović, Petar and Danilov, Ivan", year = "2017", abstract = "U okviru ovog rada koji se sastoji iz dva dela, prikazuje se novi pristup upravljanja popustljivošću vrha robota, odnosno elastomehaničkom interakcijom vrha robota i njegovog okruženja, primenom kinematske redundanse umesto aktuacione. U prvom delu ovaj pristup je prikazan kroz koncipiranje metode upravljanja krutošću promenom konfiguracije - Configuration-based Stiffness Control (CSC), za slučaj kinetosatičke konzistentnosti, primenom projekcije gradijenta optimizacione funkcije koja minimizira Euklidovu normu nedijagonalnih elemenata matrice krutosti robota izražene u unutrašnjim koordinatama. U drugom delu predložena metoda upravljanja popustljivošću je testirana simulacionim eksperimentima, koristeći kao simulacionu platformu dva posebna slučaja najjednostavnijih kinematski redundantnih robotskih ruku: Slučaj 1 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom (m = 1) i minimalno mogućom redundansom, r = (n - m) = 1, i Slučaj 2 - eksperimenti sa jednodimenzionim radnim prostorom (m = 1) i minimalno mogućom hiperredundansom, r = 2 i r > m. U oba slučaja singulariteti i ograničenja u opsezima pokretljivosti zglobova nisu razmatrani., This two-part paper presents an approach to the control of robot endpoint compliance, i.e., elasto-mechanical interaction between a robot and its environment using kinematic redundancy instead of actuation redundancy. In Part I this approach is developed by proposing the Configuration-based Stiffness Control (CSC) method for kinetostatically consistent control of robot compliant behaviour, based on the gradient projection of the cost function which minimizes the norm of off-diagonal elements of the jointspace matrix. In Part II validity of the proposed compliance control method is tested by simulation experiments using as a simulation platform two specific cases of most simple kinematically redundant robot arms: Case 1 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible redundancy, r = (n - m) = 1, and Case 2 - experiments with onedimensional taskspace (m=1) and minimal possible hyper-redundancy, r = 2 and r > m. In both cases the singularity and joint limits were not considered.", publisher = "Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd", journal = "FME Transactions", title = "Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera, Configuration-based compliance control of kinematically redundant robot arm Part II: Experimental validation", pages = "480-475", number = "4", volume = "45", doi = "10.5937/fmet1704475P" }
Petrović, P.,& Danilov, I.. (2017). Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera. in FME Transactions Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd., 45(4), 475-480. https://doi.org/10.5937/fmet1704475P
Petrović P, Danilov I. Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera. in FME Transactions. 2017;45(4):475-480. doi:10.5937/fmet1704475P .
Petrović, Petar, Danilov, Ivan, "Upravljanje popustljivosti kinematski redundantne robotske ruke promenom konfiguracije - deo II - eksperimentalna provera" in FME Transactions, 45, no. 4 (2017):475-480, https://doi.org/10.5937/fmet1704475P . .