Robot Manipulator Types | Robotic Systems

Leopoldo Armesto
4 Dec 202011:52

Summary

TLDRLa presentación explica diferentes tipos de manipuladores robóticos utilizados en aplicaciones industriales. Se destacan sus estructuras cinemáticas abiertas y cerradas, y se compara su flexibilidad y utilidad frente a procesos de fabricación automatizados tradicionales. Se describen robots antropomórficos, cartesianos, cilíndricos y esféricas, así como robots paralelos y redundantes. Finalmente, se mencionan los robots colaborativos con sensores de fuerza para interacciones seguras con humanos.

Takeaways

  • 🤖 Los manipuladores robóticos son estructuras mecánicas compuestas de enlaces y articulaciones con un efector terminal que pueden ser controlados.
  • 🔄 Los robots pueden tener hasta seis grados de libertad, correspondientes a las posiciones x, y, z y las tres orientaciones.
  • 🔄 La flexibilidad de los robots los hace adecuados para adaptarse a diversas situaciones y resolver problemas industriales.
  • ⚙️ Existen dos tipos de estructuras cinemáticas: abiertas (cadenas seriales) y cerradas (cadenas paralelas).
  • 🔗 La conectividad de un enlace, excluyendo la base, determina si un robot es serial o paralelo; seriales tienen conectividad máxima de 2 y paralelos de 3 o más.
  • 🏭 Los robots paralelos ofrecen una mejor distribución de carga, mayor velocidad y rigidez, aunque su cinemática es más compleja y su espacio de trabajo más reducido.
  • 👷 Los robots antropomórficos, también conocidos como brazos robóticos, son estructuras de cadena serial que se asemejan al brazo humano.
  • 🔩 El robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) es utilizado para inserción y ensamblado de componentes, con cuatro grados de libertad y dos articulaciones paralelas.
  • 📏 Los robots cartesianos, formados por tres articulaciones prismáticas, controlan hasta tres grados de libertad, afectando solo la posición del efector terminal.
  • 🔄 Los robots paralelos cerrados, como los robots delta, tienen una cadena cinemática cerrada y no acumulan errores de posición como los manipuladores seriales.
  • 🤝 Los robots colaborativos, o cobots, incluyen sensores de fuerza y acelerómetros para interactuar de manera segura con humanos y aprender tareas a través de demostraciones.

Q & A

  • ¿Qué es un manipulador robótico y cuáles son sus componentes principales?

    -Un manipulador robótico es una estructura mecánica compuesta de enlaces y articulaciones con un efector terminal, que puede ser controlado para realizar una amplia variedad de operaciones de manipulación.

  • ¿Cuál es el número máximo de grados de libertad para un manipulador robótico?

    -El número máximo de grados de libertad para un manipulador robótico es seis, correspondientes a las posiciones x, y, z y las tres orientaciones.

  • ¿Qué ventaja ofrecen los robots manipuladores en comparación con los procesos de manufactura automatizados tradicionales?

    -Los robots manipuladores son flexibles y pueden adaptarse a muchas situaciones, lo que les permite resolver una amplia gama de problemas industriales.

  • ¿Qué diferencia entre una cadena cinemática abierta y una cerrada?

    -Una cadena cinemática abierta, también conocida como cadena serial, es una serie de enlaces y articulaciones unidos en serie. Mientras que una cadena cinemática cerrada, o paralela, tiene una configuración topológica diferente que implica una conexión diferente entre los enlaces.

  • ¿Cómo se determina si un robot es serial o paralelo según su conectividad?

    -Si un enlace tiene una conectividad de grado de 3 o más, se considera un robot paralelo. Si la conectividad máxima es de dos, se considera un robot serial.

  • ¿Cuáles son las ventajas de los robots paralelos en comparación con los robots seriales?

    -Los robots paralelos generalmente permiten una mejor distribución de la carga, alcanzan velocidades y aceleraciones más altas, tienen mayor rigidez y precisión, aunque su cinemática es más compleja y su espacio de trabajo es generalmente más pequeño.

  • ¿Qué es la conectividad de grado de un enlace y cómo se calcula?

    -La conectividad de grado de un enlace se define por el número de enlaces a los que está conectado a través de una articulación. Se calcula excluyendo la base y el efector terminal.

  • ¿Qué es un robot antropomórfico y cómo se asemeja a un brazo humano?

    -Un robot antropomórfico, también conocido como brazo robótico, tiene una estructura de cadena serial abierta y se asemeja al brazo humano con una cintura, un hombro y un codo, controlando la posición de un muñón y las orientaciones de la herramienta.

  • ¿Qué es un robot cartesiano y cuál es su principal ventaja?

    -Un robot cartesiano está formado por tres articulaciones prismáticas en una cadena cinemática abierta. Su principal ventaja es que su cinemática inversa es sencilla y directa.

  • ¿Qué son los robots paralelos de plataforma Stewart y cuáles son sus aplicaciones comunes?

    -Los robots paralelos de plataforma Stewart tienen seis actuadores prismáticos que mueven los enlaces con articulaciones esféricas y se encuentran comúnmente en simuladores de vuelo o conducción.

  • ¿Qué es un robot colaborativo y cómo interactúa con humanos de manera segura?

    -Un robot colaborativo es similar a los robots clásicos pero incluye sensores de fuerza y torque, y mecanismos armónicos y codificadores que le permiten detectar fuerzas externas. Esto les permite ser complacientes y adaptarse en su esfuerzo para realizar tareas de manera segura con humanos.

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