5-DOF serial robot manipulator design, application and inverse kinematic solution through analytical method and simple search technique
Sabri Uzuner1, Nihat Akkus2, Metin Toz31Cumayeri Vocational School, Duzce University, Duzce, Turkey2Department of Mechatronics, University of Marmara, Istanbul, Turkey
3Department of Computer, Duzce University, Duzce, Turkey
In this study a five Degrees of Freedom (DOF) serial robot manipulator was designed and implemented. The inverse kinematics problem, which has not exact analytical solution (only one inverse kinematic solution for a predefined end effector position in three dimensional space), of the robot mechanism was solved by using the combination of the analytical method and a simple search method. Moreover, in order to control the implemented mechanism, a user interface program was written by using Visual Basic programming language. Finally, the proposed inverse kinematic solution method was tested on two different trajectories including an arc shaped trajectory that composed of 58 points and a linear trajectory divided into 29 points. The obtained results revealed that the proposed method can be used successfully in solving the inverse kinematic problem of the designed mechanism.
Keywords: 5 DOF Serial robot, Inverse kinematic, Forward kinematic, Simple search algorithm, Robotic arm.5 serbestlik dereceli (SD) seri robot manipülatörü tasarımı, uygulaması ve analitik yöntem ve basit arama tekniği yoluyla ters kinematik çözümü
Sabri Uzuner1, Nihat Akkus2, Metin Toz31Düzce Üniversitesi, Cumayeri Meslek Yüksekokulu, Elektronik ve Otomasyon, Düzce, Türkiye2Marmara Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği, İstanbul, Türkiye
3Düzce Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği, Düzce, Türkiye
Bu çalışmada, beş serbestlik derecesine (SD) sahip seri robot manipülatörü tasarlandı ve test edildi. Robot mekanizmasının kesin analitik çözümü (üç boyutlu alanda önceden tanımlanmış bir uç işlevcisi konumu için yalnızca bir ters kinematik çözümü) olmayan ters kinematik problemi, analitik yöntem ve basit bir arama metodu kombinasyonu kullanılarak çözülmüştür. Ayrıca, uygulanan mekanizmayı kontrol etmek için, Visual Basic programlama dili kullanılarak bir kullanıcı arayüzü programı yazılmıştır. Son olarak, önerilen ters kinematik çözüm yöntemi, 58 noktadan oluşan yay şeklinde bir yörünge ve 29 noktaya bölünmüş doğrusal bir yörünge dahil olmak üzere iki farklı yörüngede test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen yöntemin, tasarlanan mekanizmanın ters kinematik problemini çözmede başarıyla kullanılabileceğini ortaya koydu.
Anahtar Kelimeler: 5 SD seri robot, Ters kinematik, İleri kinematik, Basit arama algoritması, Robotik kol.Corresponding Author: Sabri Uzuner, Türkiye
Manuscript Language: English