STUDY ON NONHOLONOMIC MANIPULATORS

非完整机械臂的研究

基本信息

批准号：
07455110
负责人：
NAKAMURA Yoshihiko
金额：
$ 4.93万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1996
项目状态：
已结题

项目摘要

In this project, we designed and prototyped a contorollable n-joint manipulator actuated by only two motors based on a new concept. We also established and verified its nonlineat control thepry for positioning and trajectory control. The idea of controlling a manipulator of an arbitrary number of degrees of freedom with only two motors, had never been developed nor studied in the world before this research. From nonlinear control theory point-of-view, it is a new system that has nonholonomic constraines. In contrast to the fact that nonholonomic systems research had conventionally focused on analysis of various existing mechanisms, we have invented a new mechanism that had never existed, with the knowledge of nonlinear control thepry recently developed for nonholonomic systems. Since hte nonholonomic manipulator locates its two actuators at the base, it is a suitable design of reconfigurable modular robot systems.We also studied whether we can control a manipulator with more than two joints with only one motor. We specifically discussed a planar two-joint manipulator of which 1^<st> joint is actuated and the 2^<nd> is free to rotate. It is a unique feature that such a system is described as a system with nonintegrable dynamic constraines with respect to acceleration. It is often called a nonlinear system with drift, for which a general theory of control has not yet established. In this research, we analyzed the system from the scope of nonlinear dynamics, and showed that a simple periodic control may exhibits chaotic behavior. Them, we discussed stabilization to periodic trajectories and established simultaneous poritioning of the both joints.

在这个项目中，我们设计并原型制作了一个可连接的n关节操纵器，仅基于两个新概念而被两个电动机驱动。我们还建立并验证了其非管道控制的定位和轨迹控制。在这项研究之前，只有两个电动机控制一个任意数量的自由度的操纵者的想法从未在世界上开发和研究。从非线性控制理论的观点来看，它是一个具有非体力学约束的新系统。与通常专注于对各种现有机制的分析的非体力学系统研究的事实相反，我们发明了一种从未存在的新机制，而非线性控制的知识最近针对非虚构系统开发了。由于HTE非单学操纵器将其两个执行器定位在底座上，因此它是可重新配置的模块化机器人系统的合适设计。我们还研究了我们是否可以控制一个只有两个电动机的关节的操纵器。我们特别讨论了一个平面两接合器，其中1^<st> the> 2^<nd>可以自由旋转。这是一个独特的功能，即这样的系统被描述为与加速度相对于加速的系统。它通常被称为具有漂移的非线性系统，尚未建立一般的控制理论。在这项研究中，我们从非线性动力学范围分析了系统，并表明简单的周期性控制可能表现出混乱的行为。他们，我们讨论了对周期性轨迹的稳定，并确定了两个关节的同时行驶。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

中村,岩本,吉本: "ドリフト項をもつ非ホロノミック機械の制御" 日本ロボット学会誌. 13・6. 830-837 (1995)

Nakamura、Iwamoto、Yoshimoto：“带有漂移项的非完整机器的控制”日本机器人学会杂志 13・6（1995 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

W.J.Chung,Y.Nakamura,O.J.Sφrdalen: "Experimental reserach of a nonholonomic manipulator" In Proceedings of the Fouth International Symposium on Experimental Robotics. 458-466 (1995)

W.J.Chung、Y.Nakamura、O.J.Sφrdalen：“非完整操纵器的实验研究”，第四届国际实验机器人研讨会论文集，458-466（1995）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

中村仁彦,Ole Jakob Sφrdalen,鄭宇眞: "非ホロノミック・マニピュレータの理論的設計と非線形制御" 日本ロボット学会誌. 13・5. 674-682 (1995)

Hitoshi Nakamura、Ole Jakob Sφrdalen、Yuma Cheng：“非完整机械臂的理论设计和非线性控制”日本机器人学会杂志 13・5（1995 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

W.J.Chung,Y.Nakamura,O.J.Sφrdalen: "Prototyping a nonholonomic manipulator" In Proc.1995 IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2029-2036 (1995)

W.J.Chung、Y.Nakamura、O.J.Sφrdalen：“Prototyping a nonholonomic manipulator” In Proc.1995 IEEE International Conference on Robotics and Automation 2029-2036 (1995)。