Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Trajectory planning and implementation for an anthropomorphic manipulator with a spherical wrist

Jerzy Aleksander Piwkowski

Abstract

Trajectory planning is an elementary problem of robotics, which may be encountered in mobile robotics, industrial manipulators and humanoid robots. Path is a geometric representation of robot movement, but trajectory is defined as path parameterized in relation to time. This problem is crucial for obtaining a precise movement of industrial manipulators. The following thesis focuses on manipulators. Constantly growing interest in robotics results in a great number of specialistic literature, covering, among others, trajectory planning. This work describes the process of trajectory planning for an anthropomorphic manipulator with a spherical wrist, and it's subsequent implementation in Matlab. Designing a system capable of trajectory planning for a given manipulator is preceded by solving a direct and inverse kinematics problem, choosing a parameterization function or communication with the robot. This thesis presents theoretical basics needed for implementing a path planner with trapezoidal speed profiles for different movement types. Joint, linear and tool coordinate system movements have been described. \newline\newline The following work resulted in a working path planner implemented on a servo-driven manipulator equipped with a parallel gripper. Manipulator is capable of performing complex trajectories using movement types mentioned before. Finally, problems resulting from chosen solutions have been specified, and ideas for improving both the planner and manipulator have been proposed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jerzy Aleksander Piwkowski (FPAE) Jerzy Aleksander Piwkowski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Generowanie i implementacja trajektorii na manipulatorze antropomorficznym z kiścią sferyczną
Supervisor
Marek Wojtyra (FPAE/IAAM) Marek Wojtyra,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
57
Internal identifier
MEL; PD-4996
Reviewers
Andrzej Chmielniak (FPAE/IAAM) Andrzej Chmielniak,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marek Wojtyra (FPAE/IAAM) Marek Wojtyra,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
Manipulator, trajektoria, kinematyka odwrotna, implementacja, robot
Keywords in English
Manipulator, trajectory, inverse kinematics, implementation, robot
Abstract in Polish
Generowanie trajektorii jest podstawowym zagadnieniem robotyki, spotykanym w robotach mobilnych, przemysłowych czy humanoidalnych. Ścieżką nazywana jest geometryczna reprezentacja ruchu robota. Trajektorią natomiast nazywamy parametryzację tej ścieżki w czasie. Zagadnienie to jest szczególnie istotne w przypadku manipulatorów przemysłowych ze względu na wymaganą dokładność ruchu. Poniższa praca skupia się właśnie na manipulatorach. Stale rosnąca popularność robotyki przyczyniła się do powstania wielu specjalistycznych opracowań opisujących między innymi proces planowania trajektorii. W poniższej pracy przybliżony zostaje proces jej generowania na manipulatorze antropomorficznym z kiścią sferyczną i jego późniejsza implementacja za pomocą środowiska Matlab. Zrealizowanie systemu pozwalającego na generowanie trajektorii dla danego manipulatora, jest poprzedzone rozwiązaniem takich zagadnień jak zadanie kinematyki prostej i odwrotnej, wybranie funkcji parametryzującej ścieżkę, czy komunikacja z robotem. Poniższa praca przedstawia podstawy teoretyczne niezbędne do zaimplementowania generatora trajektorii z trapezowymi profilami prędkości dla ruchów różnego rodzaju. Opisano ruch manipulatora w przestrzeni złączy, kartezjańskiej i układzie odniesienia związanym z narzędziem. Efektem pracy jest działający generator dla fizycznego manipulatora wyposażonego w chwytak równoległy. Manipulator może realizować złożone trajektorie łącząc wszystkie wymienione wcześniej typy ruchu. W pracy wyszczególniono również problemy wynikające z wybranych rozwiązań oraz zaproponowano metody usprawnienia generatora i manipulatora.
File
  • File: 1
    278528-Jerzy_Piwkowski-Generowanie_i_implementacja_trajektorii_na_manipulatorze_antropomorficznym_z_kiścią_sferyczną.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31337

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT9a5c46d14138457d85cfb28a076d60fb/
URN
urn:pw-repo:WUT9a5c46d14138457d85cfb28a076d60fb

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page