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Study on operational space control of a redundant robot with un-actuated joints: experiments under actuation failure scenarios

Lee, Yisoo und Tsagarakis, Nikos und Lee, Jinoh (2021) Study on operational space control of a redundant robot with un-actuated joints: experiments under actuation failure scenarios. Nonlinear Dynamics, 105 (1), Seiten 331-344. Springer. doi: 10.1007/s11071-021-06545-6. ISSN 0924-090X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1007/s11071-021-06545-6

Kurzfassung

This paper analyzes operational space dynamics for redundant robots with un-actuated joints and reveals their highly nonlinear dynamic impacts on operational space control (OSC) tasks. Unlike conventional OSC approaches that partly address the under-actuated system by introducing rigid grasping or contact constraints, we deal with the problem even without such physical constraints which have been overlooked, yet it includes a wide range of applications such as free-floating robots and manipulators with passive joints or unwanted actuation failure. In addition, as an intuitive application example of the drawn result, an OSC is formulated as an optimization problem to alleviate the dynamics disturbance stemmed from the un-actuated joints and to satisfy other inequality constraints. The dynamic analysis and the proposed control method are verified by a number of numerical simulations as well as physical experiments with a 7-degrees-of-freedom robotic arm. In particular, we consider joint actuation failure scenarios that can be occurred at certain joints of a torque-controlled robot and practical case studies are performed with an actual redundant robot arm.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143553/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Study on operational space control of a redundant robot with un-actuated joints: experiments under actuation failure scenarios
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lee, YisooKorea Institute of Science and Technology (KIST)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsagarakis, NikosIstituto Italiano di Tecnologia (IIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, JinohJinoh.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4901-7095NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2021
Erschienen in:Nonlinear Dynamics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:105
DOI:10.1007/s11071-021-06545-6
Seitenbereich:Seiten 331-344
Verlag:Springer
ISSN:0924-090X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nonlinear robot dynamics, Operational space formulation, Robot control, Under-actuated robot
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Laufroboter/Lokomotion [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Lee, Dr. Jinoh
Hinterlegt am:06 Sep 2021 14:32
Letzte Änderung:28 Jun 2023 13:00

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