Für das RACOON-Lab, das eine Simulationsumgebung für On-Orbit-Servicing ist, soll die inverse Kinematik neu konzeptioniert werden. Bei der inversen Kinematik werden aus den Eingangsdaten (Endposition und Ausrichtung) Gelenkwinkel bzw. -koordinaten berechnet, sodass der Roboter die relative Lage zweier Satelliten zueinander in Echtzeit abbildet. Das RACOON-Lab besitzt mehr Freiheitsgrade als Größen, die zur eindeutigen Bestimmung der relativen Lage nötig wären, was Redundanz zur Folge hat. Das ermöglicht es dem System wiederum sich freier im Raum zu bewegen. Die Abstrahierung und Beschreibung des Systems ist an die DH-Parametrisierung angelehnt, bei der die Transformationsmatrix zweier Koordinatensysteme nur aus Rotationen um die x- bzw. z-Achse und Verschiebungen in diese Achsen gebildet wird. Aus der kinematischen Kette, d.h. der Reihenfolge der Gelenke, entsteht ein Set an Parametern, die die Kinematik des Systems eindeutig beschreiben. Daraus erhält man die Beziehung zwischen den Freiheitsgraden des Roboters und der absoluten Position bzw. Ausrichtung der beiden Satelliten im Raum. Mit Hilfe dieser Beschreibung und den Eingangsdaten werden dann die optimalen Gelenkwinkel berechnet. Die physischen Grenzen des Systems werden zusätzlich durch eine Gewichtungsmatrix mitberücksichtigt, indem dem Roboter der Freiheitsgrad, der sich an seiner Grenze befindet, dann nicht mehr zur Verfügung steht. Die Implementierung erfolgt aufgrund der einfachen Visualisierung der Ergebnisse in MATLAB und da der Lehrstuhl für Angewandte Mechanik ein rohes Skript für einen nicht-redundanten Roboter mit drei rotatorischen Freiheitsgraden zur Verfügung gestellt hat, welches für das RACOON-Lab angepasst wird. Neben systematischen Problemen stellen sich Schwierigkeiten bei der Kompilierung und Einbindung des Programms in Visual Studio dar. Die Ergebnisse in MATLAB zeigen eine erfolgreiche Beschreibung der Kinematik, jedoch funktioniert die Kommunikation zwischen dem MATLAB Programm und Visual Studio noch nicht optimal, sodass der Algorithmus für die Simulation im RACOON-Lab sein volles Potential nicht entfalten kann.     «

Für das RACOON-Lab, das eine Simulationsumgebung für On-Orbit-Servicing ist, soll die inverse Kinematik neu konzeptioniert werden. Bei der inversen Kinematik werden aus den Eingangsdaten (Endposition und Ausrichtung) Gelenkwinkel bzw. -koordinaten berechnet, sodass der Roboter die relative Lage zweier Satelliten zueinander in Echtzeit abbildet. Das RACOON-Lab besitzt mehr Freiheitsgrade als Größen, die zur eindeutigen Bestimmung der relativen Lage nötig wären, was Redundanz zur Folge hat. Das er...     »

The RACOON-Lab is a simulation environment for On-Orbit-Servicing, which can represent the relative position and orientation of two satellites in real-time. This thesis deals with a new description of the inverse kinematics of the system in order to calculate the necessary values for the links of the robot with the input data from an orbit simulation. The robot has more degrees of freedom than required parameters to describe the relative position and orientation, which causes redundancy. The abstraction and description of the system is close to DH-parametrisation. The transformation matrices are built with rotation and translation around the x- and z-axis. With the kinematic chain, that means the order of the degrees of freedom, and the DH-parametrisation you get a set of parameters, which characterize explicit the complete kinematic of the system. The result is the connection between the links and the absolute parameters in the reference frame to describe the relative position and orientation of two satellites. The physical boundaries are also included with a weighting factor, that withdraws the degree of freedom, which is close to its boundary. With the input data and this connection, the algorithm can calculate the optimal values for the links of the robot. The implementation is done in MATLAB, due to an easy possibility to show the results in graphs. Moreover, the chair of applied mechanics provides a raw code, which solves a non-redundant robot with three rotational degrees of freedom. This code is adapted and extended for the problem of this thesis. Beside systematic issues, there are difficulties in compiling the code in C# and including it in Visual Studio, where the simulation is done. The results in MATLAB show a successful description of the inverse kinematic, though the communication between the algorithm and Visual Studio does not work perfect yet. In order to completely meet the requirements, the last step is to optimize the integration of the code in future theses.     «

The RACOON-Lab is a simulation environment for On-Orbit-Servicing, which can represent the relative position and orientation of two satellites in real-time. This thesis deals with a new description of the inverse kinematics of the system in order to calculate the necessary values for the links of the robot with the input data from an orbit simulation. The robot has more degrees of freedom than required parameters to describe the relative position and orientation, which causes redundancy. The a...     »