Robótica: Cinemática del Robot #1

Programación Extrema

13 Jul 201705:35

Summary

TLDREn este video, se aborda la cinemática en robótica, que es crucial para entender el movimiento de los robots sin considerar las fuerzas. Se diferencia de la dinámica, que estudia la relación entre las fuerzas y el movimiento. Se exploran dos problemas fundamentales: el problema cinemático directo, que busca la posición y orientación del extremo del robot, y el problema cinemático inverso, que busca configurar las articulaciones para alcanzar una posición deseada. Se presentan tres métodos para resolver estos problemas: el método geométrico, que se vuelve complejo con robots de más de tres grados de libertad; el método de álgebra vectorial y matricial, que utiliza matrices de transformación y el método DH de Denavit y Hartenberg; y el uso de cuateros para representar rotaciones y traslaciones en la cadena cinemática. El video ofrece una visión teórica y práctica para entender y calcular el movimiento de robots.

Takeaways

🤖 La cinemática del robot es la rama que estudia el movimiento del robot con respecto a un sistema de referencia sin considerar las fuerzas.
🔍 La cinemática se diferencia de la dinámica en que la dinámica estudia la relación entre las fuerzas y el movimiento.
📏 Para mover un brazo robótico, es necesario entender las fuerzas a aplicar basándose en la masa del robot y las cargas que soporta.
🔄 La cinemática se ocupa de cómo posicionar herramientas como pinzas o cabezas soldadoras para alcanzar una posición y dirección específicas.
➡️ El problema cinemático directo busca determinar la posición y orientación del extremo del robot conociendo los valores de las articulaciones y parámetros geométricos.
⏪ El problema cinemático inverso trata de calcular la configuración de las articulaciones para que el extremo del robot alcance una posición y orientación deseada.
📐 El método geométrico para resolver la cinemática directa puede ser complicado con robots de más de tres grados de libertad.
📊 El álgebra vectorial y matricial se utiliza para encontrar una matriz de transformación que calcule la posición relativa del extremo del robot.
🤓 El método de Denavit-Hartenberg (DH) define cuatro transformaciones básicas para cada eslabón del robot y resuelve el problema de la cinemática directa.
🧮 Los cuateros son una representación matemática que se utiliza en la cinemática para calcular el punto final a través de traslaciones y rotaciones.
📘 Se menciona la importancia de la tabla de transformación para entender los pasos lógicos en el desarrollo de un algoritmo para la cinemática del robot.

Q & A

¿Qué estudia la cinemática de un robot?
-La cinemática del robot estudia el movimiento que realiza con respecto a un sistema de referencia, sin considerar las fuerzas que intervienen.
¿Cómo se diferencia la cinemática del robot de su dinámica?
-La cinemática se enfoca en el movimiento del robot con respecto al espacio, mientras que la dinámica considera la relación entre las fuerzas que actúan sobre el robot y su movimiento.
¿Qué es el problema cinemático directo?
-El problema cinemático directo consiste en determinar la posición y orientación del extremo final del robot, conociendo los valores de las articulaciones y los parámetros geométricos de los elementos que lo componen.
¿Qué se busca al resolver el problema cinemático inverso?
-Al resolver el problema cinemático inverso, se busca configurar la cadena de eslabones del robot para alcanzar una posición y orientación en el extremo conocido, es decir, calcular la posición y orientación de cada articulación.
¿Cuál es el primer método para resolver el problema de la cinemática directa?
-El primer método es el método geométrico, que busca encontrar una relación que permita, mediante la construcción de una o varias relaciones geométricas, obtener los valores de posición y orientación.
¿Qué desafío presenta el método geométrico?
-El método geométrico se vuelve complejo y poco práctico para robots industriales cuando el número de grados de libertad es mayor de tres, ya que es difícil encontrar una relación geométrica que involucre todos los elementos del brazo.
¿Qué se utiliza en el segundo método para resolver el problema de la cinemática directa?
-El segundo método se basa en el álgebra vectorial y matricial, utilizando matrices de transformación para calcular la posición relativa del extremo del robot, tomando como referencia la base.
¿Qué es la representación de Denavit-Hartenberg (DH)?
-La representación de Denavit-Hartenberg (DH) es un sistema de referencia que define cuatro transformaciones básicas para cada eslabón del robot y permite definir un algoritmo para resolver el problema de la cinemática directa.
¿Qué es un cuaternio y cómo se utiliza en la cinemática?
-Un cuaternio es una representación de cuatro valores, compuesto por un escalar y un vector de tres valores (posición x, y, z). Se utiliza en la cinemática para realizar un cálculo progresivo en la cadena cinemática, calculando el punto final mediante traslaciones y rotaciones.
¿Qué se busca calcular en la segunda parte del vídeo?
-En la segunda parte del vídeo se busca calcular la tabla de transformación del robot para comprender los pasos lógicos en su desarrollo y poder implementar un algoritmo adecuado.
¿Cómo pueden los espectadores interactuar con el contenido del vídeo?
-Los espectadores pueden interactuar dejando comentarios, sugerencias, correcciones o críticas constructivas, y también pueden dar 'me gusta' y compartir el vídeo en las redes sociales.