robotica

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI


FACULTAD DE INGENIERIA


AREA MECANICA Y ELECTRICA


ROBOTICA “A”


PROYECTO PUMA CINEMATICA INVERSA

















Marco teórico.

La cinemática estudia los movimientos del robot sin considerar los pesos y
las inercias.

Es dividida en dos partes: la cinemática inversa y la cinemática directa.
La cinemática inversapermite determinar las valores de las coordenadas
articulares a partir de la posición y de la orientación del elemento final.

El problema cinemático inverso consiste en encontrar los valores que deben adoptar las coordenadas articulares del robot q = [q1, q2, . . . , qn] para que su extremo se posicione y oriente según una determinada localización espacial. Al contrario que el problemacinemático directo, el cálculo de la cinemática inversa no es sencilla ya que consiste en la resolución de una serie de ecuaciones fuertemente dependiente de la configuración del robot, además de existir diferentes n − uplas q = [q1, q2, . . . , qn] que resuelven el problema.

Durante la clase aprendimos una forma numérica por medio de el método iterativo newton-raphson y una forma geométrica, lacual ahora han sido aplicadas para la elaboración de un programa en lenguaje C que resuelva por estos métodos la cinemática inversa de el robot puma 761, esto ,como complemento de el programa anterior que resolvía la cinemática directa de dicho robot
Objetivo:

Realizar un programa en Lenguaje C que pueda introducirse en el Robot Puma 761 para a partir de los las coordenadas de el efector final yparámetros D-H sea posible determinar las correspondientes coordenadas articulares, es decir, el angulo para cada uno de los actuadores rotacionales que mediante una posición codo abajo o codo arriba se requieren para llegar a tal coordenada final.

El programa debe ser capaz de formarse por funciones independientes, esto con el fin de que sea posible tomar una o mas de ellas ponerlas en otroprograma aún con un modelo diferente y lograr los mismos resultados.
Descripción:

Por medio de los conocimientos adquiridos en clase sobre matrices de rotación y homogéneas, se da solución a la cinemática inversa, primeramente utilizando un método geométrico que consiste en obtener las coordenadas de el centro de la muñeca de el robot, y luego, por medio de las matrices de rotación de las tresprimeras juntas, hacer las relaciones necesarias para obtener las ecuaciones que nos proporcionaran los ángulos Ѳ, asi mismo este problema se resuelve de manera numérica utilizando el método newton-raphson en el cual se realiza por medio de las derivadas parciales de las ecuaciones jacobianas de el robot puma y asi, evaluamos y realizamos iteraciones hasta obtener la convergencia, la dificultadde este método, es la cantidad de iteraciones y la multiplicidad de raíces de las ecuaciones, debido a las diferentes formas de llegar a una coordenada de el robot.














Conclusión:

La cinemática inversa es un problema complejo dentro de la robotica, sin embargo bastante útil, ya que al manipular un robot, el operador prefiere solamente decir las coordenadas a las cualesdesea se posicione la herramienta ( efector final ) de el robot.
Durante el curso de robotica A, aprendimos sobre dos métodos comunes de solucionar la cinematica inversa, resultándonos mas sencillo el método geométrico, ya que en el numérico requerimos de un gran conjunto de ecuaciones que pueden iterar en mas de una solución, debido a la posibilidad de el robot de llegar a una misma posición demaneras diferentes.
















Se adjuntan ambos proyectos en C ( solución geométrica, solución numérica)
Programas:

Método geométrico:

//programa cabecera

#include
#include
#define pi 3.141592654

//definicion de funciones

void captura_datos();
void calcula_Oc();
void calcula_thetas();
void resultados();


//programa principal

//llamada...