Robot kinematics model fully working

Dependencies:   mbed

main.cpp

Committer:
cmaas
Date:
2018-10-30
Revision:
1:d45695ec7da9
Parent:
0:3325a6a3a912
Child:
2:51c8b5d9cab0

File content as of revision 1:d45695ec7da9:

// EMG naar hoek 
//#include <iostream>
//#include <string>

#include "stdio.h"
#define _USE_MATH_DEFINES

#include <math.h>
#include "iostream"
#define M_PI    3.14159265358979323846 /* pi */

//defining constants
const float la = 0.256;         // lengte actieve arm
const float lp = 0.21;          // lengte passieve arm
const float rp = 0.052;         // straal van midden end effector tot hoekpunt
const float rm = 0.23;          // straal van global midden tot motor
const float a = 0.09;           // zijde van de driehoek
const float xas = 0.40;         // afstand van motor 1 tot motor 3
const float yas = 0.346;        // afstand van xas tot motor 2
const float thetap = 0;         // rotatiehoek van de end effector

//motor locatie
const int a1x = 0;              //x locatie motor 1
const int a1y = 0;              //y locatie motor 1
const float a2x = (0.5)*xas;    // x locatie motor 2
const float a2y = yas;          // y locatie motor 2
const float a3x = xas;          // x locatie motor 3
const int a3y = 0;              // y locatie motor 3

// script voor het bepalen van de desired position aan de hand van emg (1/0)

// Dit moet dus uit EMG script
int EMGxplus;
int EMGxmin ;
int EMGyplus;
int EMGymin ;

// Dit moet experimenteel geperfectioneerd worden
float tijdstap = 0.05;      //nu wss heel langzaam, kan miss omhoog
float v = 0.1;                // snelheid kan wss ook hoger

float px = 0.2;     //starting x    
float py = 0.155;   // starting y

// limits (since no forward kinematics)
float upperxlim = 0.36; //niet helemaal naar requierments ff kijken of ie groter kan
float lowerxlim = 0.04;
float upperylim = 0.30;
float lowerylim = 0.04;

// functie x positie
float positionx(int EMGxplus,int EMGxmin)
{
    float EMGx = EMGxplus - EMGxmin;

    float verplaatsingx = EMGx * tijdstap * v;
    float pxnieuw = px + verplaatsingx;
    // x limit
    if (pxnieuw <= upperxlim && pxnieuw >= lowerxlim)
        {
        px = pxnieuw;
        }
    else
        {
        if (pxnieuw >= lowerxlim)
        {
        px = upperxlim;
        }
    else
        {
        px = lowerxlim;
        }
    }
printf("X eindpunt (%f) en verplaatsing: (%f)\n\r",px,verplaatsingx);
return px;
}

// functie y positie
float positiony(int EMGyplus,int EMGymin)
{
    float EMGy = EMGyplus - EMGymin;

    float verplaatsingy = EMGy * tijdstap * v;
    float pynieuw = py + verplaatsingy;

    // y limit
    if (pynieuw <= upperylim && pynieuw >= lowerylim)
        {
        py = pynieuw;
        }
    else
        {
            if (pynieuw >= lowerylim)
            {
            py = upperylim;
            }
            else
            {
            py = lowerylim;
            }
        }
printf("Y eindpunt (%f) en verplaatsing: (%f) \n\r",py,verplaatsingy);
return (py);
}


// functie berekenen hoeken
// arm 1 --> reference angle motor 1
float hoek1(float px, float py) // input: ref x, ref y
{
    float c1x =  px - rp * cos(thetap +(M_PI/6));       // x locatie hoekpunt end-effector
    float c1y = py - rp*sin(thetap+(M_PI/6));           // y locatie hoekpunt end-effector
    float alpha1 = atan2((c1y-a1y),(c1x-a1x));          // hoek tussen horizontaal en lijn van motor naar bijbehorende end-effector punt
    float psi1 = acos(( pow(la,2)-pow(lp,2)+pow((c1x-a1x),2)+pow((c1y-a1y),2))/(2*la*sqrt(pow ((c1x-a1x),2)+pow((c1y-a1y),2) ))); //Hoek tussen lijn van motor naar bijbehorende end=effector punt en actieve arm
    float a1 = alpha1 + psi1;                          //hoek tussen horizontaal en actieve arm
    printf("arm 1 = %f \n\r",a1);
    return a1;
}

// arm 2 --> reference angle motor 2
float hoek2(float px, float py)
{
    float c2x =  px - rp * cos(thetap -(M_PI/2)); 
    float c2y = py - rp*sin(thetap-(M_PI/2)); 
    float alpha2 = atan2((c2y-a2y),(c2x-a2x)); 
    float psi2 = acos(( pow(la,2)-pow(lp,2)+pow((c2x-a2x),2)+pow((c2y-a2y),2))/(2*la*sqrt(pow ((c2x-a2x),2)+pow((c2y-a2y),2) )));
    float a2 = alpha2 + psi2;   
    printf("arm 2 = %f \n\r",a2);
    return a2;
}

//arm 3 --> reference angle motor 3
float hoek3(float px, float py)
{
    float c3x =  px - rp * cos(thetap +(5*M_PI/6)); 
    float c3y = py - rp*sin(thetap+(5*M_PI/6)); 
    float alpha3 = atan2((c3y-a3y),(c3x-a3x)); 
    float psi3 = acos(( pow(la,2)-pow(lp,2)+pow((c3x-a3x),2)+pow((c3y-a3y),2))/(2*la*sqrt(pow ((c3x-a3x),2)+pow((c3y-a3y),2) ))); 
    float a3 = alpha3 + psi3;   
    printf("arm 3 = %f \n\r",a3);
    return a3;
}


// MAIN
int main()
{

// berekenen positie
   float px = positionx(1,0);  // EMG: +x, -x
   float py = positiony(1,0);  // EMG: +y, -y
   printf("positie (%f,%f)\n\r",px,py);

// berekenen hoeken
float a1 = hoek1(px, py);
float a2 = hoek2(px, py);
float a3 = hoek3(px, py);

printf("hoek(%f,%f,%f)\n\r",a1,a2,a3);

 return 0;

}