BAB 4:

1. BAB 4: Kinematik Pengolah

2. Objektif • Boleh menganalisa pergerakan dan posisi robot • Boleh mengetahui kinematik pengolah • Boleh mengenalpasti perwakilan kinematik depan dan kinematik songsang

3. Kandungan • Pengenalan • Kinematik Pengolah • Kinematik Depan • Kinematik Songsang • Perwakilan Pergerakan • Joints dan Links • Perwakilan J dan L • Kesimpulan

4. Pengenalan • Kinematik lengan robot berkaitan dengan • Kajian analitikal geometri pergerakan lengan robot • Yang merujuk kepada satu sistem koordinat yang tetap • Pada masa fungsi pergerakan itu dilakukan tanpa perlu mengetahui tekanan/momen yg menyebabkan pergerakan itu

5. Kinematik Pengolah • Kajian terhadap geometri pergerakan pengolah melibatkan posisi, halaju dan pecutannya. • Perkara asas dlm merekebentuk dan mengawal pengolah • Dua unsur pengolah: • Joint • Link

6. Kinematik Pengolah • Dua pendekatan • Kinematik Depan (Forward/Direct Kinematics) • Kinematik Songsang (Inverse Kinematics)

7. Kinematik Depan • Mendapatkan kedudukan dan orientation pengesan hujung • Sesaran (displacement) sendi diketahui • Perwakilan: • X mewakili kedudukan lengan pada koordinat Carteisan • q merupakan koordinat am robot

8. Contoh Diberikan sudut vektor joint adalah q(t)=(q1(t), q2(t),…,qn(t))T dan parameter geometrik link (n) adalah bilangan DOF. Dapatkan posisi dan orientasi end effector manipulator yang merujuk kepada reference coordinate system.

9. Kinematik Songsang • Sesaran sendi perlu di tentukan • Kedudukan pengesan hujung diketahui • Perwakilan: • Lebih penting dan rumit • Boleh diselesaikan menggunakan: • Matrix algebraic • Iterative • Geometric approach

10. Contoh Diberikan posisi dan orientasi end effector manipulator yg dikehendaki dan parameter geometrik link merujuk kepada reference coordinate system Bolehkah manipulator mencapai posisi dan orientasi yg dikehendaki? Sekiranya boleh, berapakah konfigurasi yg boleh mencapai posisi dan orientasi tersebut.

11. Position and orientation of the end effector Direct Kinematics Joint angles q1(t)…..qn(t) Link parameters Joint angles q1(t)…..qn(t) Inverse Kinematics Hubungan Kinematik Pengolah

12. Kinematik Pengolah • Kinematik songsang lebih kerap digunakan: • Menggunakan pembolehubah joint (pembolehubah bebas bagi robot arm) • Kerja-kerja selalu dinyatakan dlm bentuk reference coordinate frame • Denavit & Hartenberg mencadangkan 4x4 homogeneous transformation matrix

13. Homogenous transformation Matrix • Pendekatan sistematik dan generik • Menggunakan algebra matriks utk mewakili • Ruang geometri bagi link robot arm yg merujuk kepada fixed reference frame • Digunakan utk: • Menerangkan hubungan antara dua links yg bersebelahan • Mengurangkan masalah Kinematik Langsung • Membantu menghasilkan persamaan dinamik bagi pergerakan robot arm

14. Perwakilan Pergerakan • Robot industri mempunyai 5-6 DOF • Penting utk kawal laluan setiap DOF bagi menentukan/mengawal posisi akhir setiap joints • Bagi menjana skema utk kawalan pergerakan perlu ada teknik mewakili posisi lengan pada setiap masa

15. Perwakilan Pergerakan • Setiap joints mewakili satu DOF • Boleh libatkan pergerakan L (linear) atau pergerakan R, T dan V (Rotational)

16. Joint 2 Joint 1 Link 1 Link 0 Base Joints dan Links

17. J3 J2 J1 L2 L1 Base Perwakilan J dan L

18. Perwakilan J dan L • Joints diwakili oleh Jn dimana n bermula dgn 1 pada joints yg plg dekat dgn tapak manipulator • Links diwakili oleh Ln dimana n bermula dgn 1 pada links yang paling dekat dgn tapak

19. Kesimpulan • Kinematik Pengolah merupakan kajian terhadap geometri pergerakan pengolah melibatkan kedudukan, halaju dan pecutan • Melibatkan joints dan links • Dua pendekatan yg biasa digunakan, kinematik depan dan kinematik songsan • Penting utk mendapatkan koordinat dan laluan tepat bagi pergerakan robot