Absolute angle estimation by means of an IMU in a manipulator with electrohydraulic servodrives

The problem of estimation of the manipulator’s arm angle using the inertial measurement unit (IMU) is discussed. This unit was attached to the arm allowing identification of the arm’s angle relatively to the global coordinate system. The manipulator was also equipped with two incremental encoders. Results of conducted experiments allowed to compare the pitch angle of the robot arm, estimated from the IMU and calculated from the encoder unit. In the study the influence of the IMU sensor position on the quality of estimates was verified. Parameters of the estimation algorithm have been also checked. Finally, the selected estimation algorithm was verified during the operation, where manipulator moved at various speeds and angles. Aim of this study was to test the angle estimation method using an IMU in the mechanical system with hydraulic drives.

W artykule poruszono problem estymacji kąta wychylenia ramienia manipulatora przy użyciu inercyjnej jednostki pomiarowej (IMU). Jednostka została zamocowana na ramieniu manipulatora umożliwiając określenie odchylenia tego ramienia względem globalnego układu współrzędnych. Robot został również wyposażony w dwa enkodery inkrementalne. Wyniki pozwoliły na porównanie estymaty kąta odchylenia ramienia robota obliczonej z jednostki IMU oraz enkodera. W pracy zweryfikowano wpływ położeniu czujnika IMU na jakość estymaty. Sprawdzeniu poddane zostały również nastawy algorytmu estymującego kąt odchylenia. Ostatecznie zweryfikowano działanie wybranego algorytmu estymującego kąt przy różnorodnych wymuszeniach ruchu manipulatora. Celem pracy było sprawdzenie metod estymujących kąt przy użyciu IMU w układach z napędem hydraulicznym.