Time-Optimal Trajectory Planning for Redundant Robots: Joint Space Decomposition for Redundancy Resolution in Non-Linear Optimization

این پایان‌نامه کارشناسی ارشد رویکرد جدیدی را برای یافتن مسیرهایی با حداقل زمان پایان برای دستکاری‌کنندگان زائد سینماتیکی ارائه می‌کند. تاکید بر کاربرد کلی روش توسعه‌یافته برای کارهای صنعتی مانند چسب‌کاری یا جوشکاری است. مسیرهای حداقل زمان ممکن است مزایای اقتصادی را به همراه داشته باشند زیرا طول مسیر کوتاهتر منجر به زمان چرخه کار کمتر می شود. در حالی که دستکاری‌کننده‌های زائد سینماتیکی در مقایسه با دستکاری‌کننده‌های غیر زائد معمولی مهارت بیشتری دارند، سینماتیک معکوس آنها منحصر به فرد نیست و نیاز به درمان بیشتری دارد. در این کار یک رویکرد تجزیه فضای مشترک معرفی شده است که از راه حل سینماتیک معکوس شکل بسته ربات های غیر زائد بهره می برد. افزونگی سینماتیکی را می توان به طور کامل برای دستیابی به مسیرهای حداقل زمان برای مسیرهای اثر پایانی تجویز شده مورد استفاده قرار داد.

This master’s thesis presents a novel approach to finding trajectories with minimal end time for kinematically redundant manipulators. Emphasis is given to a general applicability of the developed method to industrial tasks such as gluing or welding. Minimum-time trajectories may yield economic advantages as a shorter trajectory duration results in a lower task cycle time. Whereas kinematically redundant manipulators possess increased dexterity, compared to conventional non-redundant manipulators, their inverse kinematics is not unique and requires further treatment. In this work a joint space decomposition approach is introduced that takes advantage of the closed form inverse kinematics solution of non-redundant robots. Kinematic redundancy can be fully exploited to achieve minimum-time trajectories for prescribed end-effector paths.