Article · February 010 doi: 10. 1109/conielecomp. 2010. 5440751 citations 23 reads 8,079 authors

Simulation: 
 
Once the virtual environment is created, and having the 
calculations already solved, the interface is carried out by 
executing the program in Simulink. 
In this way, it can be observed the linear plots in the virtual 
environment at the same time that the dynamical behavior of 
the manipulator is observed. 
Moreover, we can use the visualization tools of the 
virtual interface in Simulink to modify the physical aspects of 
the simulation in order to get some pictures or videos. 
T
EST AND RESULTS
In order to test the proposed methodology, the clover shape 
path was selected. This trajectory is represented as: 
3
; 
3
; 
.3; 
Considering the next parameters, we perform the 
simulation:
• Center of the figure in X-axis: 0 .3m 
• Center of the figure in Y-axis: 0 .2m 
• Petal Clover Radius: 0 .07 m 
• Angular Speed: 0.2094 rad/s 
 
Control gains: 
 
30 0 0 0 0; 0 20 0 0 0; 0 0 20 0 0; 0 0 0 20 0; 0 0 0 0 50 ; 
 
10 0 0 0 0; 0 10 0 0 0; 0 0 10 0 0; 0 0 0 10 0; 0 0 0 0 2 ; 
As can be seen in figure 6, the plots show the behavior of 
the desired link paths and the real link paths. It is clear that 
the proposed methodology can follow the desired path in a 
closer way. 
Figure 5 Inverse Kinematics
Also, the path follow is shown after the control 
implementation in the Method. Here, it can be observed that 
the performance is satisfactory and the plots of the real and the 
desired path are shown in blue and red respectively. 
978-1-4244-5353-5/10/$26.00 ©2010 IEEE
298

---

Figure 7 End Effector position 
The 3D space path (real and desired) were plotted as well as 
different views of the simulator on Figures 8 to 11. 
Figure 8 Path in 3D space 
Figure 9 Simulation of the 3D path follow with control 
Figure 10. Simulation of the 3D path (Front view) 
Figure 11 Virtual Reality Simulation in Simulink 
C
ONCLUSIONS AND FUTURE WORK
A simulation methodology of the 5-DOF was proposed. 
The modeling of the robot includes direct, inverse, and 
differential kinematics as well as dynamics. This method was 
applied to test the robot CATALYST 5 by using a project in 
Simulink and Matlab. A proposed path was plotted in the 3D 
space and the method was applied. All the plots from the links 
and the end-effector positions were obtained and clearly show 
the good performance of the proposed methodology. 
As the future work, this methodology will be applied to 
several robotic systems in order to test its behavior. Also, 
more paths in 3D space will be tested in order to get the 
information about the speed, acceleration and force of each 
link in the manipulator. Some other options include the testing 
of more control algorithms like optimal control. 
978-1-4244-5353-5/10/$26.00 ©2010 IEEE
299

---

R
EFERENCES
[1] Felix Etienne Trepanier and Bruce A. MacDonald, 
“Graphical Simulation and Visualization Tool for a 
Distributed Robot Programming Environment”, Technical 
Report of the Department of Electrical and Electronic 
Engineering, University of Auckland, New Zealand, 
2003. 
[2] Stephen H. Murphy, John Ting-Yung Wen and George N 
Saridis, ”Simulation of cooperating Robot Manipulators 
on a mobile Platform”, IEEE Transactions on Robotics 
and Automation, Volume 7, Issue 4, pp. 468 – 478, Aug 
1991. 
[3] Martin Rohrmeier “Web Based Robot Simulation using 
VRML”, Winter Simulation Conference Proceedings, 
Volume 2, pp. 1525-1528, 2000. 
[4] Moreno Trejo Roberto, Cabrera Ríos Juan Salvador, 
Hernández Ramirez Fernando, Jose Emilio Vargas Soto, 
Jesus Carlos Pedraza Ortega, “Simulation Software of the 
Mitsubishi RV-2AJ Manipulator Robot”, Proceedings of 
the 4th Mexican Conference on Mechatronics, pp. 129-
132, 2005 (In Spanish Language). 
[5] J.A. Soto, J. E. Vargas and J.C. Pedraza “A New 
Trajectory Generation Method Using Vision for a Robot 
Manipulator”, International Conference on Dynamics, 
Instrumentation and Control (CDIC), 2006. 
[6] Maricela Gamiño, J. Carlos Pedraza Juan M. Ramos, 
Efrén Gorrostieta. “Matlab-C++ Interface for a Flexible 
Arm Manipulator Simulation using Multi-Language 
Techniques”, Proceedings of the Fifth Mexican 
International Conference on Artificial Intelligence 
(MICAI), pp. 369-378, 2006. 
[7] Nourdine Aliane “A Matlab/Simulink-Based Interactive 
module for Servo Systems Learning”, IEEE Transactions 
on Education, Volume 7, Issue 4, pp. 1– 7, 2009. 
[8] Mark W. Spong. “Robot Modelling and Control”, John 
Wiley and Sons, 2005. 
[9] Lung Went Tsai “Robot Analysis: The Mechanics of 
Serial and Parallel Manipulators”, Wiley, 1999.
978-1-4244-5353-5/10/$26.00 ©2010 IEEE
300
View publication stats