RESEARCH ON MOTION ANALYSIS SYSTEM FOR 3-DIMENSIONAL SPACE ROBOT USING PERSONAL COMPUTER NETWORK

基于个人计算机网络的三维空间机器人运动分析系统研究

基本信息

  • 批准号:
    13650260
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research, we have studied a space robot simulator for three-dimensional motion using several personal computers connected by LAN. This simulator had same performance and realized to reduce its cost comparing conventional simulators using a UNIX machine. First of all, we developed non-recursive Lagrange equations with order N for three-dimensional flexible space robot, where N denotes the number of robot bodies. These equations play very important role in parallel computing system with personal computers, because they reduce calculation times of equations of motion. Moreover, non-recursive equations can be separated to an equation for each body. It means that each body's equation can be calculated by parallel processing at the same time. Next, we constructed parallel processing system. We considered a space robot system in an orbit, which consists of a space platform and a two-link manipulator. The number of bodies is three. We used one personal computer for the server and three computers for clients. One client calculates one body's equation. First of all, each client calculates non-linear terms and control torque in equations. These results are sent to the server. The server calculates each angular acceleration by multiplying an inverse mass matrix and sent them to each client. Then, angle and angular velocity of a robot are calculated. These are calculation sequence in one cycle. We confirmed that this simulator realized same calculation time and the accuracy comparing with conventional simulator using one UNIX machine. On the other hand, the price of the system became one fifth of the UNIX machine. We used Linux for OS.
在本研究中,我们研究了一个空间机器人模拟器的三维运动,使用多台个人计算机连接的局域网。该仿真器与传统的UNIX环境下的仿真器相比,具有相同的性能,并实现了成本的降低。首先,我们建立了三维柔性空间机器人的N阶非递归拉格朗日方程,其中N表示机器人的数目。这些方程在微机并行计算系统中起着非常重要的作用,因为它们减少了运动方程的计算时间。此外,非递归方程可以被分离为每个物体的方程。这意味着每个物体的方程可以通过并行处理同时计算。其次,我们构建了并行处理系统。本文研究了一个在轨运行的空间机器人系统,该系统由空间平台和双连杆机械臂组成。尸体的数量是三个。我们使用一台个人计算机作为服务器,三台计算机作为客户端。一个客户端计算一个机构的方程。首先,每个客户计算方程中的非线性项和控制扭矩。这些结果被发送到服务器。服务器通过乘以逆质量矩阵来计算每个角加速度,并将它们发送到每个客户端。然后,角度和角速度的机器人计算。这些是一个周期中的计算序列。与传统的单台UNIX计算机模拟器相比,该模拟器实现了相同的计算时间和精度。另一方面,该系统的价格变成了UNIX机器的五分之一。我们使用Linux作为操作系统。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Komatsu Tadashi: "Control of a Redundant Flexible Manipulator on a Space Platform"Proc. 16^<th> Int. Symp. Space Flight Dynamics. 35 (2001)
小松正:“空间平台上冗余柔性机械手的控制”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Komatsu Tadashi: "Precise Trajectory Control of a Redundant Flexible Manipulator on a Space Platform"Advanced Robotics. 17-8. (2003)
小松正:“空间平台上冗余柔性机械臂的精确轨迹控制”先进机器人技术。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小松 督: "並列処理を用いた3次元宇宙用柔軟ロボットシミュレータの開発"関東学院大学工学部研究報告. 46-2. 7-18 (2003)
Takashi Komatsu:“使用并行处理开发用于 3D 空间的灵活机器人模拟器”关东学院大学工学部研究报告 46-2(2003 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Komatsu: "Dynamical Analysis for Task Configuration of Redundant Flexible Space Manipulator with Deployable Links"Proc.ISAS 12th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics. 57-62 (2002)
T.Komatsu:“具有可展开连杆的冗余柔性空间机械臂任务配置的动态分析”Proc.ISAS 第 12 届天体动力学和飞行力学研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
遠山浩行: "パソコンネットワークを用いた柔軟宇宙ロボットシミュレータの研究"日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会予稿集. 1F14 (2002)
Hiroyuki Toyama:“使用个人计算机网络的灵活空间机器人模拟器的研究”日本机器人学会20周年学术讲座论文集1F14(2002)。
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