Revista de robot Cinemática del manipulador

Introducción

A lo largo de la historia, el hombre ha sentido fascinación por máquinas y dispositivos capaces de imitar funciones y movimientos de los seres vivos. Los griegos denominaban a estas máquinas: autómatas. De esta palara deriva el actual autómata, que significa, máquina que imita la figura y movimientos de un ser animado. La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1809 - 1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum’s Universal Robot (R.U.R.). El término posiblemente hubiera caído en desuso si no hubiese sido por los escritores del género literario de la ciencia ficción. Fue el escritor americano de origen ruso Isaac Asimov (1920 - 1992) el máximo impulsor de la palabra robot. Se le atribuye a Asimov la creación del término robotics (robótica) y sin lugar a duda, desde su obra literaria, ha contribuido decisivamente a la divulgación y difusión de la robótica [Barrientos et. al, 1998].

En este trabajo se propone la implementación de un brazo robótico de 3 DOF capaz de escribir caracteres. El objetivo principal de este trabajo es proporcionar un prototipo didáctico para estudiantes de la carrera de ingeniería en electrónica con la especialidad de robótica. Trabajos relacionados a brazos robóticos manipuladores se muestran en [Yussof et, al. 2005], [Sun & Xu, 2013], [Fajar & Budi, 2016] y [Cortesao & Dominici, 2017], los cuales proporcionaron las bases para la realización de este trabajo.

Este artículo está organizado de la manera siguiente: Partimos con la cinemática del brazo robótico, se exponen los modelos de la cinemática directa e inversa de nuestro manipulador haciendo uso del método de Denavit-Hartenberg. Continuando con ????.

Cinemática del manipulador

El modelo cinemático estudia el movimiento del robot respecto a un sistema de referencia fijo. La cinemática directa consiste en determinar cuál es la posición y orientación del extremo del robot dados los valores de las articulaciones y parámetros geométricos de los elementos del robot. La cinemática inversa resuelve la configuración que debe adoptar el robot para llevarlo  una posición y orientación conocida. [Craig, 2006]. En este trabajo, se realiza el análisis de la cinemática directa e inversa mediante el método de Denavit-Hartenberg como se describe a continuación.

Cinemática Directa

La cinemática directa es el análisis de la estructura del robot para conocer la posición del efector final cuando se conocen los ángulos de rotación y los desplazamientos de las articulaciones. Algunos trabajos encuentran esta solución por aproximación numérica, utilizando el método de Denavit-Hartenberg (DH) o utilizando el método gráfico. Al utilizar el método de DH se asignan los parámetros de DH  para nuestro manipulador como se muestra en la Figura ¿?. La Tabla 1 muestra los parámetros DH para cada eje de referencia en nuestro manipulador.[pic 1]

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