4 / 10
А.И. Гаврилов, Со Со Тав У
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 6·2017
где
i
d
— кратчайшее расстояние между
i
X
и
1
i
X
−
;
i
θ
— угол меж-
ду
i
X
и
1
i
X
−
(вокруг
1
i
Z
−
);
i
a
– кратчайшее расстояние между
i
Z
и
1
i
Z
−
;
i
α
— угол между
i
Z
и
1
i
Z
−
(вокруг
i
X
).
Прямая задача кинематики заключается в определении положе-
ния и ориентации захвата относительно абсолютной системы коор-
динат. Ее решение сводится к определению матрицы манипулятора:
0
0 1
1
1
1 2
1
0 0 0 1
n
n
i
n
n
i
i
x
R y
T A A A
A
z
−
−
=
=
=
=
∏
, (2)
где
0
n
R
— матрица поворота, характеризующая ориентацию захвата
в пространстве;
x
,
y
,
z
— координаты захвата.
Таким образом, соотношения (1) и (2) определяют прямую задачу
о положении манипулятора.
Обратная задача кинематики заключается в определении присоеди-
ненных переменных манипулятора, обеспечивающих заданные поло-
жения и ориентацию захвата. Для робота-манипулятора с вращатель-
ными сочленениями задача сводится к решению системы уравнений:
[
]
[
]
1 2
2 3
2 3
1 2
2 3
2 3
4 2
2 3
2 3
cos
cos
cos(
) ,
sin
cos
cos(
) ,
sin
sin(
).
x
L
L
y
L
L
z L L
L
= n
n (
n ( n
= n
n (
n ( n
= ( n (
n ( n
(3)
Синтез системы управления движением робота-манипуля-
тора на основе данных ЭМГ.
Применение датчиков биопотенциала
(ЭМГ-сигнала) для управления экзоскелетным устройством обеспе-
чивает возможность априорного определения изменения сигнала
управления до наступления момента полного сокращения мышцы,
что имеет существенное преимущество перед управлением, основан-
ным на силовом воздействии на управляющие элементы конструкции
экзоскелета [3–5].
Для получения ЭМГ-сигналов используют три датчика, располо-
женные на разгибателе пальцев, локтевом разгибателе запястья и по-
верхностном сгибателе пальцев (рис. 3).
В целях экспериментального подтверждения эффективности
предложенных алгоритмов для решения задачи управления экзоске-
летом разработан лабораторный стенд [6], в состав которого входят:
•
программно-аппаратный комплекс для регистрации и обработки
сигналов биопотенциала мышечных групп оператора;