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Analisis Cinematico del Robot Humanoide: Darwin OP
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Analisis Cinematico del Robot Humanoide: Darwin OP
En un sistema mecáico existen eslabones y articulaciones. Un eslabón es cualquier cuerpo o elemento rígido con dos o mas nodos o puntos de unión; una articulación es una conexión entre dos eslabones y permiten un movimiento relativo entre ellos.
- En el robot Darwin, el referencial base se encuentra en la cadera, por lo tanto se deben de considerar una cinem´atica que parta del referencial base hacia cada una de sus extremidades (figura 3). Estos referenciales son usados para resolver los problemas de cinem´atica directa e inversa.
- La Teoría de Tornillos se basa en la afirmación:”Todo movimiento de cuerpo rígido puede ser realizado mediante una rotación sobre un eje combinada con una traslación paralela a dicho eje (movimiento de tornillo)”. (Teorema de Chasles). La matriz exponencial de rotación sólo requiere que se defina el eje de rotación y el ´angulo de rotación alrededor de dicho eje para tener una matriz exponencial de transformación homogénea, que se puede descomponer en la parte de orientación y posición como las matrices de transformación homogénea.En otras palabras, sólo utiliza el referencial z.
- CINEM´A TICA DIRECTA Resolver el problema de la cinem´atica determina la posici´on y orientaci´on de un efector final respecto a un referencial conocidos. Para robots manipuladores, el efector final se encuentra al finalizar el ´ultimo eslab´on y el referencial se encuentra en la base del manipulador.
- Metodolog´ıa Denavit Hartenberg A cada articulaci´on del robot Darwin debe de asignarse un referencial(x,y,z); el eje z se coloca en la direcci´on de giro en caso de una articulaci´on, y en la direcci´on de desplazamiento en caso de una articulaci´on prism´atica. Los ejes x se coloca a la similitud de las matrices de un brazo izquierdo con respecto a un brazo derecho y de un pie derecho con un pie izquierdo, se asign´o un valor que puede tener un valor de 1 para el lado derecho y un valor de -1 para el lado izquierdo.
- CINEMÁTICA INVERSA En los robots móviles, la resolución de la cinemática directa no tiene una gran utilidad, sin embargo esta cinemática es usada para calcular la cinemática inversa del robot, utilizada para la elaboración de algoritmos para el caminar del robot. La cinem´atica inversa es un proceso inverso a la cinem´atica directa, es decir, se da la configuraci´on deseada para el efector final y en base a esa pose se obtienen las configuraciones de las demás articulaciones. Existen metodologías para la resolución de la cinemática inversa.
- En el Darwin OP, el problema de la cinemática inversa es resuelto con la metodología de Paden-Kahan la cual está basada en la teoría de tornillos. Esta metodologá parte el problema en una serie de sub problemas que ya tienen solución referidos en la literatura como PK1, PK2 y PK3 [3]. Para resolver la cinemática inversa usando esta metodología, se requiere definir una serie de puntos propuestos a continuación:
- CINEMÁTICA INVERSA En los robots móviles, la resolución de la cinemática directa no tiene una gran utilidad, sin embargo esta cinemática es usada para calcular la cinemática inversa del robot, utilizada para la elaboración de algoritmos para el caminar del robot. La cinem´atica inversa es un proceso inverso a la cinem´atica directa, es decir, se da la configuraci´on deseada para el efector final y en base a esa pose se obtienen las configuraciones de las demás articulaciones. Existen metodologías para la resolución de la cinemática inversa.
- Metodolog´ıa Denavit Hartenberg A cada articulaci´on del robot Darwin debe de asignarse un referencial(x,y,z); el eje z se coloca en la direcci´on de giro en caso de una articulaci´on, y en la direcci´on de desplazamiento en caso de una articulaci´on prism´atica. Los ejes x se coloca a la similitud de las matrices de un brazo izquierdo con respecto a un brazo derecho y de un pie derecho con un pie izquierdo, se asign´o un valor que puede tener un valor de 1 para el lado derecho y un valor de -1 para el lado izquierdo.
- CINEM´A TICA DIRECTA Resolver el problema de la cinem´atica determina la posici´on y orientaci´on de un efector final respecto a un referencial conocidos. Para robots manipuladores, el efector final se encuentra al finalizar el ´ultimo eslab´on y el referencial se encuentra en la base del manipulador.
- La Teoría de Tornillos se basa en la afirmación:”Todo movimiento de cuerpo rígido puede ser realizado mediante una rotación sobre un eje combinada con una traslación paralela a dicho eje (movimiento de tornillo)”. (Teorema de Chasles). La matriz exponencial de rotación sólo requiere que se defina el eje de rotación y el ´angulo de rotación alrededor de dicho eje para tener una matriz exponencial de transformación homogénea, que se puede descomponer en la parte de orientación y posición como las matrices de transformación homogénea.En otras palabras, sólo utiliza el referencial z.
- En el robot Darwin, el referencial base se encuentra en la cadera, por lo tanto se deben de considerar una cinem´atica que parta del referencial base hacia cada una de sus extremidades (figura 3). Estos referenciales son usados para resolver los problemas de cinem´atica directa e inversa.
