Introduccion a la robotica

Prof. Dr. Oscar A viles, Prof. Dra. Paola Niño

ROBOTICA
Con Ilustraciones

Una Introducción a la

Editorial Universidad Central

PL

Índice general
1. Introducción 2. Robots Industriales
2.1. 2.2. 2.3. El Estado del Arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aplicaciones y Benecios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Proyecto de Robots Industriales . . . . .. . . . . . . . . . . . . .

5 7
8 9 10

3. Fundamentos de la Tecnología en Robótica
3.1. Brazo Mecánico 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4. 3.1.5. 3.1.6. 3.1.7. 3.1.8. 3.1.9. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mecanismos de un Robot Tipos de Juntas

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12 12 13 15 15 18 19 1920 20 24 24 25

Grados de Libertad de un Robot . . . . . . . . . . . . . . Clasicación por los tipos de Articulación . . . . . . . . . Clasicación de los Robots en cuanto a la Generación Tecnológica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasicación de los Robots en cuanto a la Integración con el Operador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasicación por eltipo de Control . . . . . . . . . . . . . Clasicación por el tipo de Transmisión (Directa o Indirecta) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasicación por el tipo Accionamiento (actuadores) . . . Especicación de las Garras . . . . . . . . . . . . . . . . . Analogía con la Mano Humana . . . . . . . . . . . . . . .

Garras y Efectores Finales . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .

4. Actuadores y Sensores
4.1. Tecnologías empleadas en los Actuadores 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.1.4. 4.1.5. 4.2. 4.2.1. Actuadores Eléctricos . . . . . . . . . . . . . Actuadores neumáticos e hidráulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transmisión Mecánica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Harmonic Drives: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . Transmisión Cicloidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28
28 28 30 33 35 35 36 36

Tecnologías Empleadas en Los Sensores

Sensores de Posición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

ÍNDICE GENERAL

3

4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5.

Potenciómetros Resolvers

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .

36 37 37 39

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Codicadores (Encoders) Sensores de Velocidad

5. Cinemática
5.1. 5.2. Descripción de un Robot Industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . Cinemática Directa 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4. 5.2.5. 5.2.6. 5.2.7. 5.2.8. 5.2.9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistemas de Referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistemas de Referencia Patrón Localización de la herramienta Vector posición de un cuerpo

40
40 42 44 46 46 47 47 49 50 51 52 54 60

Matriz de rotación (orientación) de un cuerpo

Matriz de Transformación Homogénea . . . . . . .. . . . Transformación de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . Modelo Geométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Descripción cinemática de un robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2.10. Notación de DenavitHartenberg . . . . . . . . . . . . . . 5.2.11. Ejemplos Prácticos

6. Cinemática Inversa
6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.7. 6.8. 6.9.Existencia de solución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Existencia de Soluciones Multiplicidad de soluciones Método de solución

67
67 67 69 70 70 71 76 76 76

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....