Original:http://robotics.cs.iastate.edu/Research3DImpact.shtml

Лаборатория робототехники

Отдел компьютерных наук | Университет штата Айова

Тангенциальное соответствие в 3-мерном воздействии

Импульсная манипуляция - это область в робототехнике, где известно очень мало работы. Импульсивная сила имеет очень короткое время выполнения и, следовательно, хороший потенциал для повышения эффективности задачи. Его использование могло бы значительно упростить роботизированный механизм, необходимый для выполнения задачи манипуляции, избегая при этом неуверенностей, накопленных за многократные сложные операции. Основная причина отсутствия внимания исследователей, возможно, связана с тем, что фундамент моделирования воздействия твердого тела не полностью развит, и существующие теории часто кажутся либо слишком простыми, чтобы быть реалистичными или слишком сложными, чтобы их можно было применять, особенно при наличии трения и соответствия ,

Мы исследуем моделирование тангенциального соответствия, когда в пространство сталкиваются два жестких тела. Мы предлагаем процедуру вычисления тангенциального соответствия и интегрируем ее в уравнения удара и кинематику контакта, делая всю систему удара управляемой только одним импульсом. Затем для решения проблемы столкновения применяется гипотеза Пуассона о реституции или закон о реституции на основе энергии.

Мы расширили контактную структуру пружины Stronge до трех размеров. «Точка контакта» на верхней части тела непосредственно не касается нижнего тела, а скорее связана с безмассовой частицей р через три пружины, соответственно выровненные с верхним нормальным и двумя ортогональными касательными направлениями, как показано слева. Скорость частицы равна разности между скоростью контакта, определяемой из контактной кинематики, и составной скоростью трех пружин. Слип или палка обозначается тангенциальным движением частицы. В конечном итоге режимы контакта описываются условиями в отношении упругих энергий, хранящихся в этих трех пружинах.

Мы показываем, что эффект тангенциального соответствия может быть проанализирован с использованием нормального импульса, а не времени, в отличие от предыдущего утверждения Stronge. Это в первую очередь связано с возможностью обновления упругих энергий трех пружин без знания их жесткости или изменения длины. Темпы изменения, тем не менее, являются вычислимыми. Точно так же скользящая скорость и тангенциальный импульс.

Видео слева внизу показывает повторяющиеся отскоки мяча на столе с начальной скоростью (-1, 0, -5) и угловой скоростью (0, 2, 0). Правые фигуры показывают (плоскую) импульсную кривую во время первого удара, а также эволюцию скорости контакта, скорость изменения длины тангенциальной пружины и ее (масштабированное) изменение длины. На каждой фигуре синяя точка указывает конец восстановления, а зеленые точки - переключатели режима контакта. Обратите внимание на изменение угловой скорости шара после первого отскока.







Загрузить Adobe Flash player




В следующем видео карандаш отскакивает от стола, в результате чего возникает кривая пространственного размытия.







Загрузить Adobe Flash player





Последнее обновление: 12 февраля 2013 г.