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Solving the inverse kinematics problem of discretely actuated hyper-redundant manipulators using the multi-module searching method

反向动力学 运动学 机械手 操纵器(设备) 控制理论(社会学) 计算机科学 反向 反问题 数学 数学优化 人工智能 机器人 物理 数学分析 几何学 经典力学 控制(管理)
作者
Alireza Motahari
出处
期刊:Robotica [Cambridge University Press]
卷期号:: 1-20
标识
DOI:10.1017/s0263574723001893
摘要

Abstract Hyper-redundant manipulators are produced by cascading several mechanisms on top of each other as modules. The discrete actuation makes their control easier because discrete actuators usually do not need any feedback to control. So far, several methods have been proposed to solve the inverse kinematic problem of discretely actuated, hyper-redundant manipulators. The two-by-two searching method is better than the other methods in terms of CPU time and error. In this article, the mentioned method is generalized by choosing an arbitrary number of modules as pending modules in each step of the solution instead of the necessary two. For validation, the proposed method is compared with nine meta-heuristic searching algorithms: simulated annealing, genetic algorithm, particle swarm optimization, ant colony optimization, gray wolf optimizer, stochastic fractal search, whale optimization algorithm, Giza pyramid construction, and flying fox optimization. Furthermore, the effect of the number of pending modules on CPU time and error is investigated. All the numerical problems have been solved for two case studies, one is planar and the other is spatial.
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