Robot 2 Grados De Libertad

Modelado y simulación de un robot rígido de dos grados de libertad
H. M. Maldonado-Del Toro1, R. Silva-Ortigoza1, E. R. Ramos-Silvestre1, V. M. Hernández-Guzmán2 y J. C. Rivera-Díaz3
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CIDETEC-IPN, Departamento de Posgrado, Área de Mecatrónica, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, C.P. 07700, México, D. F., México. 2 Universidad Autónoma de Querétaro, Facultad de Ingeniería, C.P. 76150,Querétaro, México. 3 Centro Nacional de Actualización Docente, C.P. 13420, México, D. F., México. E-mail: hmaldonadod0900@ipn.mx (Recibido el 26 de Agosto de 2010; aceptado el 22 de Marzo de 2011)

Resumen
En este trabajo se presenta la deducción del modelo dinámico de un robot rígido de dos grados de libertad, mediante el formulismo de Euler-Lagrange, con la finalidad de hacer más comprensiblesu deducción. Posteriormente, se realizan las simulaciones numéricas del modelo obtenido, mediante la ayuda del software Matlab®-Simulink®, con la intención de analizar el movimiento de los eslabones del robot. Para esto, en el modelo se introducen diferentes parámetros de entrada (torques). Además, este análisis permitirá la construcción de un robot rígido para aplicaciones didácticas y eldesarrollo de investigaciones en el área de los robots rígidos. Palabras clave: Modelado matemático, simulación.

Abstract
In this paper we obtain the dynamic model of two degrees of freedom rigid robot using the Euler-Lagrange equations. We perform several numerical simulations with this model using Matlab ®-Simulink®. This is done in order to study robot response when different input signals areused as torques. These results will be used to construct a rigid robot which will be employed for teaching and research in the field of rigid robot control. Keywords: Mathematical modeling, simulation. PACS: 07.07.Tw, 07.05.Dz, 45.40.Ln, 45.40.-f ISSN 1870-9095

I. INTRODUCCIÓN
En el contexto actual la noción de robótica implica una idea preconcebida de una estructura mecánica, capaz de adaptarsea diferentes acciones desarrolladas con alta precisión. Actualmente, el desarrollo de un país se mide por índice de población de robots industriales versus mano de obra [1]. Algunas aplicaciones de la robótica se pueden encontrar en el ramo industrial, militar, educativo, agricultor, exploración espacial, entretenimiento, asistencia médica, seguridad, etc. Con la finalidad de facilitar lasactividades donde se pone en riesgo la integridad física de las personas, así como explorar áreas que resultarían nocivas para el ser humano, y también para la ejecución de trabajos repetitivos de alta precisión los cuales podrían ocasionar lesiones en las personas. Dentro de la robótica, en general una de las áreas más estudiadas es el control de brazos robóticos, dichos brazos robóticos secaracterizan por ser sistemas dinámicos de múltiples entradas y múltiples salidas (conocidos como sistemas multivariables) de tipo no lineal [2].
Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol.5, No. 1, March 2011 321

A pesar de la existencia de robots comerciales, el análisis de modelos dinámicos de robots es un área de intenso estudio por parte de los diseñadores de robots, así como de los centros de investigación, yaque esta ofrece grandes retos tanto teóricos como prácticos. Más importante aún, el estudio de modelos dinámicos es indispensable en ciertas aplicaciones que no pueden ser realizadas mediante los robots comerciales que existen actualmente [3]. Actualmente, se considera que no se puede realizar la construcción de un robot rígido sin el análisis previo de su modelo dinámico asociado, cuando serequiere que este realice tareas de alta precisión. Ha de decirse, que el problema de obtener el modelo dinámico de un robot es uno de los aspectos más complejos de la robótica, que en numerosas ocasiones se ha obviado. Así, podemos mencionar a [4] y [5], donde se presenta la obtención del modelo dinámico de un robot rígido mediante el método de Euler-Lagrange. En [6] y [7], se presenta la obtención...