Analisi e sperimentazione della cinematica inversa di bracci robotici 6R e 7R = Analysis and experimentation of inverse kinematic of 6R and 7R robotic arms

Lo scopo principale di questo elaborato è l’analisi di alcuni aspetti relativi alla cinematica inversa di robot articolati a 6 e 7 gradi di libertà. Per sviluppare tale argomento, si è partiti dallo studio di una struttura di robot antropomorfo a sei gradi di libertà. Prendendo come esempio la struttura del robot ABB IRB120, dopo averne studiato un algoritmo di cinematica inversa, si sono realizzate mappe che forniscono indicazioni sul reale numero di configurazioni di braccio in grado di portare il centro polso nella posizione desiderata nel rispetto dei limiti di giunto. Un secondo aspetto che è stato messo in luce per i robot a sei gradi di libertà è la possibilità di individuare un indice che fornisce informazioni circa la reale destrezza del manipolatore. Si è, infatti, mostrato come essa non sia solo legata alla destrezza del polso ma dipenda dalle varie configurazioni di braccio in grado di portare il centro polso nella posizione desiderata. Dopo aver compreso a fondo la cinematica inversa del manipolatore antropomorfo a sei gradi di libertà, si è passati alla modellizzazione del robot a 7 gradi di libertà Kinova Jaco 2. Anche in questo caso, è stata studiata nel dettaglio la cinematica inversa creando un modello geometrico semplificato del braccio e individuando un unico parametro, chiamato angolo di Swivel, tramite il quale è stato possibile conoscere la configurazione del robot data la posa dell’End Effector. Successivamente, si è cercato di capire come sfruttare la ridondanza di un braccio robotico a 7 gradi di libertà in termini di non collisione con oggetti presenti all'interno dello spazio di lavoro durante la percorrenza di alcune traiettorie. Infine, per poter avere una visualizzazione delle traiettorie realizzate è stata svolta una parte di sperimentazione in laboratorio. In questa sezione dell'elaborato è stato illustrato come comandare in posizione e in velocità lo Jaco 2 attraverso il PC e il software di calcolo MatLab.