procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»10.35266/1999-7604-2024-2-5procyber-588Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringРЕШЕНИЕ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ ДЛЯ ШЕСТИЗВЕННОГО РОБОТА-МАНИПУЛЯТОРАSOLVING THE DIRECT KINEMATIC PROBLEM FOR A SIX-UNIT ROBOT MANIPULATORhttps://orcid.org/0000-0002-7380-5470ГусевОлег ВалерьевичGusevOleg V.

кандидат физико-математических наук, доцент

Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Docent

gusevov@yandex.ruРыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева, РыбинскРоссияRybinsk State Aviation Technical University, RybinskRussian Federation2024180620242323948Copyright © Гусев О.В., 20242024Гусев О.В.Gusev O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/588

В работе описана последовательность действий, необходимых для решения прямой задачи кинематики, ориентированной на шестизвенного робота-манипулятора FANUC Robot M-20iA/35M. Решение задачи базируется на использовании современных технологий твердотельного CAD-моделирования совместно со средой физического моделирования, многозвенных пространственных механизмов SimMechanics системы Simulink. Среда SimMechanics системы Simulink используется для визуализации динамики движения рабочего органа манипулятора. Полученное выражение матрицы манипулятора позволит в дальнейшем использовать его для решения обратной задачи кинематики.

The study describes steps to solve the direct kinematic problem for a six-unit robot manipulator, the FANUC Robot M-20iA/35M. The problem solving is based on modern solid CAD modeling technologies combined with a physical modeling environment, as well as Simulink’s SimMechanics multi-unit spatial mechanisms. Simulink’s SimMechanics environment is used for visualizing the dynamics of the manipulator’s operating component. The manipulator’s matrix equation can then be used for solving the inverse kinematic problem.

промышленный робот-манипуляторпрямая кинематическая задачаматрица манипулятораSimMechanicsимитационное моделированиеFANUC Robot M-20iA/35Mindustrial robot manipulatordirect kinematic problemmanipulator matrixSimMechanicssimulating modelingFANUC Robot M-20iA/35MReferencesFANUC global. URL: https://www.fanuc.com/ (дата обращения: 15.04.2024).FANUC global. URL: https://www.fanuc.com/ (дата обращения: 15.04.2024).Лесков А. Г., Морошкин С. Д. Система технического зрения для определения расположения объектов // Экстремальная робототехника : тр. междунар. науч.-технич. конф., 24‒25 ноября 2016 г., г. Санкт-Петербург. СПб. : ООО «АП4Принт», 2016. С. 287‒290.Лесков А. Г., Морошкин С. Д. Система технического зрения для определения расположения объектов // Экстремальная робототехника : тр. междунар. науч.-технич. конф., 24‒25 ноября 2016 г., г. Санкт-Петербург. СПб. : ООО «АП4Принт», 2016. С. 287‒290.Angeles J. Fundamentals of robotic mechanical systems. Theory, methods and algorithms. 4th ed. Switzerland : Springer, 2014. 589 p.Angeles J. Fundamentals of robotic mechanical systems. Theory, methods and algorithms. 4th ed. Switzerland : Springer, 2014. 589 p.Фу К., Гонсалес Р., Ли. К. Робототехника. М. : Мир, 1989. 624 с.Фу К., Гонсалес Р., Ли. К. Робототехника. М. : Мир, 1989. 624 с.Колтыгин Д. С., Седельников И. А. Метод и программа решения прямой и обратной задачи кинематики для управления роботом-манипулятором // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 4. C. 65–74. DOI 10.18324/2077-5415-2020-4-65-74.Колтыгин Д. С., Седельников И. А. Метод и программа решения прямой и обратной задачи кинематики для управления роботом-манипулятором // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 4. C. 65–74. DOI 10.18324/2077-5415-2020-4-65-74.Садков К. О., Моногаров С. И. Роботизированный манипулятор с шестью степенями свободы // Наука, техника и образование. 2018. № 8. C. 37–43.Садков К. О., Моногаров С. И. Роботизированный манипулятор с шестью степенями свободы // Наука, техника и образование. 2018. № 8. C. 37–43.Karger A. Singularity analysis of serial robot-manipulators // Journal of Mechanical Design. 1996. Vol. 118, no. 4. P. 520‒525.Karger A. Singularity analysis of serial robot-manipulators // Journal of Mechanical Design. 1996. Vol. 118, no. 4. P. 520‒525.Denavit J., Hartenberg R. S. A kinematic notation for lower-pair mechanisms based on matrices // Journal of Applied Mechanics. 1955. Vol. 22, no. 2. P. 215‒221.Denavit J., Hartenberg R. S. A kinematic notation for lower-pair mechanisms based on matrices // Journal of Applied Mechanics. 1955. Vol. 22, no. 2. P. 215‒221.Hayati S., Mirmirani M. Improving the absolute positioning accuracy of robot manipulators // Journal of Robotic Systems. 1985. Vol. 2, no. 4. P. 397‒413.Hayati S., Mirmirani M. Improving the absolute positioning accuracy of robot manipulators // Journal of Robotic Systems. 1985. Vol. 2, no. 4. P. 397‒413.Brandstötter M., Angerer A., Hofbaur M. An analytical solution of the inverse kinematics problem of industrial serial manipulators with an ortho-parallel basis and a spherical wrist. // Proceedings of the Austrian Robotics Workshop, May 22‒23, 2014, Linz, Australia. Vol. 22. 2014. P. 7‒11.Brandstötter M., Angerer A., Hofbaur M. An analytical solution of the inverse kinematics problem of industrial serial manipulators with an ortho-parallel basis and a spherical wrist. // Proceedings of the Austrian Robotics Workshop, May 22‒23, 2014, Linz, Australia. Vol. 22. 2014. P. 7‒11.Singla A., Singh G., Virk G. S. Matlab/simMechanics based control of four-bar passive lower-body mechanism for rehabilitation // Perspectives in Sciences. 2016. Vol. 8. P. 351‒354.Singla A., Singh G., Virk G. S. Matlab/simMechanics based control of four-bar passive lower-body mechanism for rehabilitation // Perspectives in Sciences. 2016. Vol. 8. P. 351‒354.Hroncova D., Pastor M. Mechanical system and Sim-Mechanics simulation // American Journal of Mechanical Engineering. 2013. Vol. 1, n o. 7. P. 251‒255.Hroncova D., Pastor M. Mechanical system and Sim-Mechanics simulation // American Journal of Mechanical Engineering. 2013. Vol. 1, n o. 7. P. 251‒255.Achilli G. M., Logozzo S., Valigi M. C. et al. Underactuated soft gripper for helping humans in harmful works // Proceedings of I4SDG Workshop 2021 / Quaglia G., Gasparetto A., Petunya V., Carbone G., eds. Cham : Springer, 2021. P. 264‒272.Achilli G. M., Logozzo S., Valigi M. C. et al. Underactuated soft gripper for helping humans in harmful works // Proceedings of I4SDG Workshop 2021 / Quaglia G., Gasparetto A., Petunya V., Carbone G., eds. Cham : Springer, 2021. P. 264‒272.Гусев О. В. Имитационное моделирование захвата антропоморфной кисти руки // Вестник кибернетики. 2023. Т. 22, № 4. C. 18–25.Гусев О. В. Имитационное моделирование захвата антропоморфной кисти руки // Вестник кибернетики. 2023. Т. 22, № 4. C. 18–25.MATLAB live editor. URL: https://nl.mathworks. com/products/matlab/live-editor.html (дата обращения: 15.04.2024).MATLAB live editor. URL: https://nl.mathworks. com/products/matlab/live-editor.html (дата обращения: 15.04.2024).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.