Laboratorium robotika

Departemen Ilmu Komputer | Iowa State University

 

Kepatuhan tangensial di Impact 3-Dimensi

Impulse berbasis manipulasi adalah area di robotika di mana sangat sedikit pekerjaan yang diketahui. Kekuatan impulsif memiliki waktu eksekusi yang sangat singkat, dan potensi sehingga baik untuk meningkatkan efisiensi tugas. Penggunaannya cukup bisa menyederhanakan mekanisme robot yang diperlukan untuk melakukan tugas manipulasi, sambil menghindari ketidakpastian terakumulasi selama operasi kompleks diulang. Alasan utama untuk kurangnya perhatian penelitian adalah mungkin karena dasar dari pemodelan dampak tubuh kaku belum sepenuhnya dikembangkan dan teori-teori yang ada sering tampak terlalu sederhana untuk menjadi realistis atau terlalu rumit untuk diterapkan, terutama di hadapan gesekan dan kepatuhan .

Kami menyelidiki pemodelan kepatuhan tangensial sebagai dua badan kaku bertabrakan di ruang. Kami menawarkan prosedur untuk menghitung kepatuhan tangensial, dan mengintegrasikannya ke dalam persamaan dampak dan kinematika kontak, membuat sistem dampak keseluruhan didorong oleh impuls yang normal saja. hipotesis Poisson pada restitusi, atau hukum restitusi berbasis energi, kemudian diterapkan untuk memecahkan masalah dampak.

Kami telah menambah struktur kontak berbasis semi Stronge untuk tiga dimensi. The "titik kontak" pada tubuh bagian atas tidak secara langsung menyentuh tubuh lebih rendah tetapi agak terhubung ke partikel p tak bermassa melalui tiga mata masing-masing sejajar dengan atas normal dan dua arah tangensial orthogonal, seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri. Kecepatan partikel sama dengan perbedaan antara kecepatan kontak, seperti yang ditetapkan dari kinematika kontak, dan kecepatan komposit dari tiga mata air. Slip atau tongkat ditunjukkan dengan gerak tangensial partikel. mode kontak pada akhirnya dijelaskan oleh kondisi dalam hal energi elastis yang tersimpan dalam tiga mata air tersebut.

Kami menunjukkan bahwa efek dari kepatuhan tangensial dapat dianalisis menggunakan impuls normal ketimbang waktu, bertentangan dengan klaim sebelumnya dengan Stronge. Hal ini terutama disebabkan oleh kemampuan memperbarui energi elastis dari tiga mata air tanpa sepengetahuan dari kekakuan atau perubahan panjang. Tingkat perubahan, bagaimanapun, adalah dihitung. Jadi yang meluncur kecepatan dan dorongan tangensial.

Video di sebelah kiri bawah menunjukkan berulang memantul dari bola di atas meja, dengan kecepatan awal (-1, 0, -5) dan kecepatan sudut (0, 2, 0).Angka-angka ke kanan menunjukkan kurva (planar) impuls selama hit pertama, serta evolusi dari kecepatan kontak, laju perubahan panjang dari musim semi tangensial, dan yang (skala) perubahan panjang. Dalam setiap gambar, titik biru menunjukkan akhir dari restitusi, sedangkan titik hijau menunjukkan mode kontak saklar. Catatan pembalikan kecepatan sudut bola setelah memantul pertama.





 

 

Dalam video berikutnya, pensil memantul di atas meja, sehingga kurva ruang impluse.





 


Terakhir diperbarui pada 12 Februari 2013.