Construction of a Service Area of a Highly Maneuverable Mobile Manipulation Robot

Abstract

Одним из приоритетных направлений исследования в области мехатроники и робототехники является область научных исследований, связанная с разработкой мобильных манипуляционных роботов. Мобильные манипуляционные роботы представляют собой мобильную платформу, на которой размещаются манипуляционные и захватные механизмы. Статья посвящена обоснованию выбора и анализу конструкции мобильного манипулятора для осуществления операций манипулирования, таких как захват и перенос объектов в заданную точку в пределах рабочей зоны. В качестве основания манипулятора используется мобильная платформа с омниколесами, отличительной особенностью которой является возможность реализации высокоманевренного движения. Степени свободы манипулятора выбраны таким образом, что при его установке на мобильное основание в виде омниколесной платформы механическая система имеет 6 степеней свободы. Объединение мобильной платформы с омниколесами и манипулятора позволит существенным образом расширить его зону обслуживания и повысить функциональность робота. Предложенная конструкция мобильного манипуляционного робота может оказаться востребованной при выполнении погрузочно-разгрузочных и складских работ, а также в сфере обслуживания человека. В статье рассмотрена прямая позиционная задача для мобильного манипуляционного робота с целью определения рабочей зоны мобильного манипулятора. Знание рабочего пространства является необходимым для оценки функциональных возможностей робота. Приведены результаты численного моделирования для прямой задачи кинематики как для манипулятора в отдельности, так и для мобильного манипуляционного робота. Проведено экспериментальное исследование для оценки корректности полученных теоретических данных. Представлено сравнение теоретических и экспериментальных данных траектории движения мобильного манипулятора, результатом которого является доказательство достоверности полученного решения прямой позиционной задачи.