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.