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Trajectory planning using higher order motion specifications

机译：使用高阶运动规范进行轨迹规划

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摘要

This thesis builds on a recently developed Failure Recovery Synthesis (FRS) technique for robotic manipulators, which is mounted on a movable platform to achieve an originally specified task after an arm joint failure. The FRS locks in place the failed arm joint and determines a new position for the base of the arm and a new grasping location for the end-effector.;This work aims towards improving the trajectory planning technique of the FRS in order to generate optimal reaching motions in case of an arm joint failure. Aiming towards improving the robotic trajectory planning technique in the FRS, the work adopts previous results from experimental observations on human elbow constrained reaching movements. The assumption that the end-effector of an elbow locked anthropomorphic robotic manipulator is in contact with a specific surface during the entire movement allows us to describe the contact conditions by using higher order kinematic constraints such as velocities, accelerations, and jerks. By adopting contact specifications at initial and final task locations, kinematic synthesis and path planning techniques enable us to generate an entire end-effector trajectory connecting the two locations.;The proposed method was validated by comparing its outcome to an actual human elbow-constrained reaching motion profile. The results show a smooth trajectory that closely follows the human hand path.
机译：本文基于最近开发的用于机械手的故障恢复综合（FRS）技术，该技术安装在可移动平台上，以在臂关节故障后完成最初指定的任务。 FRS将发生故障的手臂关节锁定到位，并为手臂的底部确定新的位置，并为末端执行器确定新的抓握位置。这项工作旨在改进FRS的轨迹规划技术，以实现最佳的伸展手臂关节发生故障时的动作。为了改进FRS中的机器人轨迹规划技术，这项工作采用了以前对人肘受限制运动的实验观察结果。肘部锁定拟人化机器人操纵器的末端执行器在整个运动过程中都与特定表面接触的假设使我们能够通过使用更高阶的运动学约束（例如速度，加速度和猛击）来描述接触条件。通过在初始任务位置和最终任务位置采用接触规范，运动学综合和路径规划技术使我们能够生成连接两个位置的整个末端执行器轨迹。通过将其结果与实际的人肘约束到达进行比较，验证了该方法的有效性。运动轮廓。结果显示出一条平滑的轨迹，紧随人类的手部路径。

著录项

  • 作者

    Mhawesh, Mustafa Azzam Naji.;

  • 作者单位

    California State University, Fullerton.;

  • 授予单位 California State University, Fullerton.;
  • 学科 Electrical engineering.;Robotics.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2016
  • 页码 56 p.
  • 总页数 56
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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