Post on 27-Dec-2019
V. Angélica García Vega
Manipulación
Tarea de manipular con destreza, hacer operaciones con las manos. Es el manejo hábil de los objetos
V. Angélica García Vega
Brazo robótico
Manipulador Efector final o pinza
V. Angélica García Vega
Cinemática
Estudia las relaciones entre los parámetros de control y la conducta de un sistema en un espacio de estados
V. Angélica García Vega
Cinemática directa
V. Angélica García Vega
Cinemática inversa
V. Angélica García Vega
Articulaciones (joints)
La articulación es la unión de dos eslabones rígidos, este término se traduce como unión, juntura o coyuntura. Cada articulación puede estar formada por 1 o más uniones. Las uniones se clasifican en dos tipos de acuerdo a la forma como se alinean los ejes de los eslabones y los ejes de movimiento
V. Angélica García Vega
Clasificación de las articulaciones
Por los movimientos o por la forma en que da el movimiento las articulaciones se clasifican en:
Lineales: el movimiento se modela como una traslación de los eslabones de la conexión, un ejemplo de este tipo de movimiento lo encontramos en las antenas de los receptores de radio o televisión que se extienden a lo largo del eje de las partes
Giratorias: el movimiento se modela como una rotación de los eslabones de la conexión,
V. Angélica García Vega
Clasificación de las articulaciones
Por la dirección en la que se da el movimiento respecto al eslabón de entrada las podemos clasificar en:
Co-lineales el movimiento del eslabón de salida se da en la misma dirección del eje del eslabón de entrada, nuevamente la antena de receptores es un ejemplo de esta clasificación
Ortogonales el movimiento del eslabón de salida es perpendicular al eje del eslabón de entrada
V. Angélica García Vega
Clasificación de las articulaciones
Al combinar las dos clasificaciones encontramos que hay articulaciones
Prismáticas: Lineal (L)
Giratorias: Rotación (R) Torsión (T) Revolución (V)
V. Angélica García Vega
Articulación lineal (L)
El eje de traslación es perpedicular al eje de los eslabones
Eje de entradaEje de salida
V. Angélica García Vega
Articulación de rotación (R)
El eje de giro es perpendicular a los ejes de los eslabones
Eje de entrada Eje de salida
V. Angélica García Vega
Tipos de articulación (T)
El eje de giro es paralelo a los ejes de los 2 eslabones
Eje de entrada Eje de salida
V. Angélica García Vega
Articulación de revolución (V)
El eje de entrada es paralelo al eje de giro y el eje de salida es perpendicular al eje de giro
Eje de entrada
Eje de salida
V. Angélica García Vega
Sistemas de coordenadas Para hacer referencia a la posición y a la orientación del
movimiento de un brazo robótico se puede describir a partir de 4 sistemas de referencia o sistemas de coordenadas Coordenadas de los motores. Para este caso se lleva un
conteo simple de los pulsos generados por los decodificadores que están unidos a los actuadores
Coordenadas de las junturas. En este caso, las variables de interés son la distancia y el ángulo entre los eslabones. Las mediciones se basan en los decodificadores que tienen las junturas pero también se consideran las restricciones para el movimiento
Coordenadas del mundo. Aquí la descripción del robot y sus movimientos se establecen respecto a un observador que se encuentra en el medio o mundo
Coordenadas de la herramienta. La descripción del movimiento del robot se hace respecto a un marco de referencia que se localiza en el plano de la pinza o herramienta
V. Angélica García Vega
Sistemas de coordenadas Para especificar una posición en el espacio, ya
sea que usemos un sistema de coordenadas cartesianas, cilíndrico, esférico o cartesiano, requerimos de tres grados de libertad
Para especificar la orientación requerimos otros 3 grados de libertad
En total para especificar tanto la posición como la orientación en un espacio cartesiano necesitamos de 6 grados de libertad
V. Angélica García Vega
Grados de movilidad
Se refiere al número de ejes alrededor del cual se pueden realizar cambios de posición. Es el número de uniones independientes
1 grado de libertad
3 grados demovilidad
V. Angélica García Vega
Grados de libertad Capacidad de moverse en una cierta dimensión. Es
el número de movimientos independientes respecto a un marco de referencia. Hay un máximo de 6 e un sistema cartesiano: 3 para traslación, 3 para rotación. En el caso de un dedo:
2 gradosde
libertad
4 gradosde
movilidad
V. Angélica García Vega
Configuración cartesiana (L)
z y
x
Área de trabajo de un brazo robótico con configuración cartesiana
V. Angélica García Vega
Ventajas y desventajas de la configuración cartesiana
Ventajas
Tiene movimientos lineales
Estructuras rígidas Modelo cinemático
simple Fácil de modelar
# Desventajas
# Se requiere un espacio grande de trabajo (el del brazo), para realizar trabajo es pequeño
V. Angélica García Vega
Configuración cilíndrica de un manipulador
Área de trabajo de un brazo robótico con configuración cilíndrica
RLL
V. Angélica García Vega
Ventajas y desventajas de la configuración cilíndrica
Ventajas Modelo Cinemático
simple Tiene acceso a
cavidades de las máquinas!! !
# Desventajas
# Espacio de trabajo restringido
# No se puede usar donde haya polvo ó agua
# El espacio del robot puede interferir con el espacio de trabajo
V. Angélica García Vega
Configuración esférica
Θ
Φ
Área de trabajo de un brazo robótico con configuración esférica
V. Angélica García Vega
Ventajas y desventajas de la configuración esférica
Ventajas
El espacio de trabajo es más grande
Es fácil para tomar objetos del piso
# Desventajas
# El modelo cinemático se vuelve complejo
# No es fácil de visualizar o mover
V. Angélica García Vega
Configuración poliarticulada
Área de trabajo de un brazo robótico con uniones articuladas
2
1
3
V. Angélica García Vega
Ventajas y desventajas de la configuración poliarticulada
Ventaja
Tiene mayor flexibilidad
Domina un espacio de trabajo grande
Se puede ocupar en el polvo ó en el agua
Se usa para tomar objetos que están arriba o debajo
# Desventaja
# El modelo cinemático se vuelve complejo
# El control de un movimiento lineal es difícil
# La estructura es muy rígida (puede haber desequilibrio)
V. Angélica García Vega
Movimiento de muñecas
Elevación
Oscilación
Desviación
roll
yaw
pitch
V. Angélica García Vega
Brazo con 4 grados de movilidad
V. Angélica García Vega
Algoritmo para la asignación de marco de coordenadas a un manipulador robótico
1. Numerar las estructuras rígidas o eslabones que componen el brazo. Tomar como punto de inicio la base del manipulador, tendrá el número 0.
2. Asignar un sistema de coordenadas a cada eslabón. Cada sistema de coordenadas es ortogonal y los ejes obedecen la regla de la mano derecha en su nomenclatura.
3. El sistema de coordenadas de la base FB tiene los ejes paralelos al sistema de coordenadas del mundo FW. El origen del sistema de coordenadas coincide con el origen de la juntura 1. De manera que el eje de movimiento de la primera juntura es normal al plano xy.
4. Se ubican sistemas de coordenadas correspondientes a cada eslabón en la juntura que los une al eslabón siguiente
5. Se ubica un sistema de coordenadas en la juntura distal (la juntura que está ubicada en la muñeca).
6. Se ubica el sistema de coordenadas en la intersección de las junturas.