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informacion especial de robotica
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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“DISEÑO DE UN ROBOT DE 3 GDL RRR”
Nuestro planteamiento se basa en la construcción física de un robot serial tipo RRR. Este programa permite el diseño de sistemas mecánicos por partes, contemplando temas como grados de libertad de una unión y la determinación del volumen de trabajo. Estas características permiten realizar modelos para simulaciones físicas muy aproximados. La selección de los accionamientos es un paso clave en el proceso de análisis y diseño del robot. Esta selección se realiza a partir del análisis cinemático del robot (Figura 2). Así, teniendo en cuenta los valores obtenidos se pueden escoger los actuadores que se adecuen a los requerimientos del robot, que básicamente son los pares máximos para las articulaciones.
El modelo a realizar es el siguiente: Siendo los tipos de movimientos articulares los siguientes:
Figura 3. Vista isométrica Figura 4 .Vista lateral Figura 5. Vista de planta
i = 1 j
Para ilustrar lo que se conoce como volumen de trabajo regular y volumen de trabajo irregular, se toman como modelos varios robots: CONFIGURACIÓN DEL ROBOT FORMA VOLÚMEN DE TRABAJO Cartesiano Cubo Cilíndrico Cilindro Polar Irregular SCARA Irregular COMO HALLAR EL VOLUMEN DE TRABAJO Las dimensiones de los elementos del manipulador, junto a los grados de libertad, definen la zona de trabajo del robot, característica fundamental en las fases de selección e implantación del modelo adecuado. El volumen de trabajo de un robot se refiere únicamente al espacio dentro del cual puede desplazarse el extremo de su muñeca. Para determinar el volumen de trabajo no se toma en cuenta el actuador final. La razón de ello es que a la muñeca del robot se le pueden adaptar grippers de distintos tamaños. Para ilustrar lo que se conoce como volumen de trabajo regular y volumen de trabajo irregular, tomaremos como modelos varios robots. El robot cartesiano (Figura 6) y el robot cilíndrico presentan volúmenes de 6 Figura 6. Robot cartesiano
trabajo regulares. El robot cartesiano genera una figura cúbica. El volumen de trabajo teórico es L^3 El robot de configuración cilíndrica(Figura 7 ) presenta un volumen de trabajo parecido a un cilindro (normalmente este robot no tiene una rotación de 360°). El volumen de trabajo teórico es 9L^3 Por su parte, los robots que poseen una configuración polar(Figura 8), los de brazo articulado y los modelos SCARA presentan un volumen de trabajo irregular. Figura 7. Robot cilíndrico Figura 8. Robot polar
La visualización del espacio de trabajo de un robot tiene ventajas y desventajas: VENTAJAS INCONVENIENTES La representación tridimensional del espacio de trabajo facilita la visión de la forma dimensión del mismo. Es necesario procesar una gran cantidad de puntos para un análisis exacto. Proporciona una idea de cómo es el espacio de trabajo. Deben tenerse en cuenta diferentes criterios de análisis estructural del espacio de trabajo con respecto a la manipulabilidad. Ofrece la posibilidad de optimizar las características del robot. Puesto que los robots con diferentes estructuras tienen diferentes espacios de trabajo, debe analizarse cada uno por separado. 3.1.4.3. SIN RESTRICCIONES Y CON RESTRICCIONES Ya que el robot a diseñar cuenta con 3 articulaciones rotacionales se trata de un robot con configuración polar o esférica con un volumen de control de 29L^3 El volumen de control seria el siguiente: Figura 10. Robot sin restricciones
Figura 11. Robot con restricciones Volumen de la media esfera de radio 300 mm
3
3
3 Volumen de la media esfera de radio 150 mm
3
3 Volumen de la zona esférica de radio menor 150 mm y mayor 300 mm
2
2
2
π 0.15 (0. 2
2
2 )=0.02827433 m 3 Volumen del cilindro de radio 150 mm
2
2
3 Volumen Total
DH1. Numerar los eslabones comenzando con 1 (primer eslabón móvil dela cadena) y acabando con n (ultimo eslabón móvil). Se numerara como eslabón 0 a la base fija del robot. DH2. Numerar cada articulación comenzando por 1 (la correspondiente al primer grado de libertad y acabando en n).
DH3. Localizar el eje de cada articulación. Si esta es rotativa, el eje será su propio eje de giro. Si es prismática, será el eje a lo largo del cual se produce el desplazamiento. DH4. Para i de 0 a n-1, situar el eje Zi, sobre el eje de la articulación i+1.
DH8. Situar Yi de modo que forme un sistema dextrógiro con Xi y Zi. DH9. Situar el sistema (Sn) en el extremo del robot de modo que Zn coincida con la dirección de Zn-1 y Xn sea normal a Zn-1 y Zn.
DH10. Obtener Øi como el ángulo que hay que girar en torno a Zi-1 para que Xi- y Xi queden paralelos. DH11. Obtener Di como la distancia, medida a lo largo de Zi-1, que habría que desplazar (Si-1) para que Xi y Xi-1 quedasen alineados. DH12. Obtener Ai como la distancia medida a lo largo de Xi (que ahora coincidiría con Xi-1) que habría que desplazar el nuevo (Si-1) para que su origen coincidiese con (Si). DH13. Obtener ai como el ángulo que habría que girar entorno a Xi (que ahora coincidiría con Xi-1), para que el nuevo (Si-1) coincidiese totalmente con (Si).
DH14. Obtener las matrices de transformación i-1Ai.
DH15. Obtener la matriz de transformación que relaciona el sistema de la base con el del extremo del robot T = 0Ai, 1A2... n-1An.
