Cinematica

´ CINEMATICA DE ROBOTS MANIPULADORES DE TIPO ´ ANTROPOMORFICO
´ AGUEDA LUNA TORRES
˜ JUNIO DEL ANO 2011

´ Indice general
Resumen. Introducci´n. o Justificaci´n. o Objetivos. Caracter´ ısticas del ´rea en la que se part´ a ıcipo. Problemas a resolver. Alcances y limitaciones. 1. Definiciones y preliminares matem´ticos. a 1.1. Definiciones y conceptos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 1.2.1. Vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Matrices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Localizaci´n espacial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 1.3.1. Representaci´n de la posici´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o o 1.3.2. Representaci´n de la orientaci´n. . . . . . . . . . . . . . .. . . o o 1.3.3. Matrices de rotaci´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o ´ 1.3.4. Angulos de Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.5. Matrices de transformaci´n homog´nea . . . . . . . . . . . . . . o e 2 1.2. Preliminares matem´ticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a
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1 1 5 5 7 16 16 18 19 25 27´ INDICE GENERAL 1.4. Comparaci´n entre m´todos de localizaci´n espacial. o e o . . . . . . . . . .

3 42 43 43

1.4.1. Matrices de transformaci´n homog´nea. . . . . . . . . . . . . . . o e ´ 1.4.2. Angulos de Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.3. Relaci´n ´ngulos de Euler: Matriz de transformaci´n homog´nea. 44 o a o e 2. Morfolog´ del robot. ıa 2.1.Estructura mec´nica de un robot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a 2.1.1. Clasificaci´n de los manipuladores . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.2. Transmisiones y reducciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Tranmisiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Accionamiento directo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Actuadores.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Actuadores neum´ticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a 2.3.2. Actuadores hidr´ulicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a 2.3.3. Actuadores el´ctricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e 2.4. Sensores internos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. Sensoresde presencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. Sensores de posici´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.5. Efectores finales (End Effector). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Cinem´tica del robot. a 3.1. Metodolog´ de Denavit Hartenberg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıa 3.1.1. Selecci´n de los sistemas de referencia cartesianos. . . . . . .. o 3.1.2. Algoritmo de Denavit-Hartenberg. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3. Par´metros D-H para un robot antropom´rfico . . . . . . . . . . a o 3.1.4. Par´metros D-H para un robot SCARA. . . . . . . . . . . . . . a 3.1.5. Par´metros D-H para un robot esf´rico. . . . . . . . . . . . . . . a e ındrico. . . . . . . . . . . . . . 3.1.6. Par´metros D-H para un robot cil´ a 3.2. Cinem´ticadirecta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a 3.2.1. Soluci´n a la cinem´tica directa por medio de matrices de transo a formaci´n homog´nea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o e 3.2.2. Cinem´tica directa de un robot antropom´rfico. . . . . . . . . . a o 90 92 46 47 48 52 52 53 54 54 56 56 68 70 70 75 78 80 82 84 86 88 88 89 90

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´ INDICE GENERAL 3.2.3.Cinem´tica directa de un robot SCARA. . . . . . . . . . . . . . 101 a 3.2.4. Cinem´tica directa de un robot esf´rico. . . . . . . . . . . . . . 104 a e 3.2.5. Cinem´tica directa de un robot cil´ndrico. . . . . . . . . . . . . 107 a ı 3.3. Cinem´tica inversa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 a 3.3.1. Cinem´tica inversa de un robot antropom´rfico. . . . . . . . . . 111 a o...