Caracterización de las articulaciones

Caracterización de las articulaciones
Recibe el nombre de manipulador o brazo de un robot, el conjunto de elementos mecánicos que propician el movimiento del elemento terminal (aprehensor o herramienta).
El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano, aunque con algunas diferencias. Por ejemplo, un brazo robótico puede extenderse telescópicamente, es decir,deslizando unas secciones cilíndricas dentro de otras para alargar el brazo. También pueden construirse brazos robóticos de forma que puedan doblarse como la trompa de un elefante. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos, como una gradilla de tubos de ensayo o unsoldador de arco.
Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse mediante motores eléctricos. En la mayoría de los robots, la pinza se mueve de una posición a otra cambiando su orientación. Una computadora calcula los ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la posición deseada, un proceso conocido como cinemática inversa.

GRADOS DE LIBERTAD:
Para definir laposición de orientación de un objeto en general en un espacio tridimensional (3D) son necesarios y suficientes seis parámetros. La posición del objeto puede definirse en coordenadas cartesianas (x, y, z) en relación con un punto de referencia fijado. También son alternativas a esto definir la posición en coordenadas cilíndricas o esféricas. Utilizando las coordenadas cartesianas la orientaciónpuede definirse por una secuencia de tres rotaciones alrededor de los ejes x, y, z. Si se usan los mismos términos que para un barco o un avión las rotaciones corresponden al, balanceo, inclinación guiñada. La orientación puede también definirse por los ángulos de Euler (Si se fija a un objeto un sistema de coordenadas rectangulares su orientación puede expresarse como una sucesión de girosalrededor de cada eje. Si el objeto se gira primero alrededor del eje “z” en un ángulo “”, luego alrededor del eje y (girado) en un ángulo “” y luego de nuevo alrededor de eje “z” (girado) en un ángulo “”, su orientación puede describirse por el juego de ángulos de Euler (. Un robot por lo tanto necesita seis grados de libertad si se ha de desplazar el efector terminal a cualquierposición de orientación arbitraria. Si hay menos de seis grados de libertad la serie de posiciones y orientaciones alcanzables será limitada.
MOVILIDAD:
Normalmente los robots están construidos a partir de una serie de eslabones rígidos conectados por juntas o articulaciones. El tipo correcto de articulación define como puede moverse un eslabón en relación al otro. Sin embargo hay alternativas alenfoque de las series eslabón - articulación – eslabón.
ARTICULACIONES:
Son comunes dos tipos de articulaciones: la prismática y la giratoria. Una junta prismática, también conocida como junta deslizante, posibilita a un eslabón deslizarse en línea recta sobre otro. Una junta giratoria, si consideramos el caso de un grado de libertad, toma la forma de una bisagra entre un eslabón y el próximo.Dos o más articulaciones de éstas puede combinarse estrechamente.
ESLABONES:
Con objeto de lograr la respuesta más rápida posible para un movimiento dado y un sistema de accionamiento, los eslabones que forman las estructura deben de mantenerse lo más ligeros posibles. Los eslabones deben también tan rígidos como sea posible. En la practica hay que considerar muchos otros factores tales como elcoste, las necesidades para alojar los accionadores, árboles de transmisión y cajas de engranaje, el comportamiento vibracional, el comportamiento no elástico tal como el pandeo y la necesidad de alcanzar un espacio de trabajo determinado.

Como ya se ha mencionado anteriormente, dentro de la. estructura interna del manipulador se alojan, en muchas ocasiones, los elementos...