Kinematic issues in 6R cuspidal robots, guidelines for path planning and deciding cuspidality - l'unam - université nantes angers le mans
Article Dans Une Revue The International Journal of Robotics Research Année : 2024

Kinematic issues in 6R cuspidal robots, guidelines for path planning and deciding cuspidality

Résumé

A cuspidal serial robot can change inverse kinematic solutions (IKS) without crossing singularities because it has multiple IKS in a singularity-free region. This property of robots has been researched for over thirty years but has not been taken seriously when designing new robots. The presented work points out issues related to nonsingular change of IKS and path planning specific to the cuspidal robots present in existing commercial robots used in various applications. The multiple IKS at the initial end-effector pose allows the user to choose an initial IKS that may lead to a continuous and repeatable path. We analyze in detail how the initial IKS choice affects the prescribed path's feasibility and repeatability. Cuspidal robots can be used safely if the workspace is analyzed, considering the cuspidality property. For these reasons, we propose a path testing and planning methodology that considers different path scenarios. Given the rise of unconventional designs in 6R robots, the identification of cuspidal properties in the design phase of a robot is of paramount importance. We recall all the known criteria for cuspidality and propose new methods to decide if a given 6R robot is cuspidal. Accordingly, a practical guideline is proposed for deciding the cuspidality of a generic 6R robot.
Un robot sériel cuspidal peut changer de solution cinématique inverse (IKS) sans traverser de singularités, car il possède plusieurs IKS dans une région exempte de singularités. Cette propriété des robots fait l'objet de recherches depuis plus de trente ans, mais n'a pas été prise au sérieux lors de la conception de nouveaux robots. Les travaux présentés mettent en évidence les problèmes liés à la modification non singulière de l'IKS et à la planification des trajectoires propres aux robots cuspidaux présents dans les robots commerciaux existants utilisés dans diverses applications. Les multiples IKS à la pose initiale de l'effecteur permettent à l'utilisateur de choisir un IKS initial qui peut conduire à une trajectoire continue et répétable. Nous analysons en détail comment le choix de l'IKS initial affecte la faisabilité et la répétabilité de la trajectoire prescrite. Les robots cuspidaux peuvent être utilisés en toute sécurité si l'espace de travail est analysé en tenant compte de la propriété de cuspidalité. Pour ces raisons, nous proposons une méthodologie de test et de planification de trajectoire qui prend en compte différents scénarios de trajectoire. Compte tenu de l'augmentation des conceptions non conventionnelles des robots 6R, l'identification des propriétés cuspidales dans la phase de conception d'un robot est d'une importance capitale. Nous rappelons tous les critères connus de cuspidalité et proposons de nouvelles méthodes pour décider si un robot 6R donné est cuspidal. En conséquence, un guide pratique est proposé pour décider de la cuspidalité d'un robot 6R générique.
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Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04712576 , version 1 (27-09-2024)

Licence

Domaine public

Identifiants

Citer

Durgesh Haribhau Salunkhe, Tobias Marauli, Andreas Muller, Damien Charles Chablat, Philippe Wenger. Kinematic issues in 6R cuspidal robots, guidelines for path planning and deciding cuspidality. The International Journal of Robotics Research, In press, ⟨10.1177/ToBeAssigned⟩. ⟨hal-04712576⟩
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