Date post: | 29-Jun-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | hamilton-echeverri |
View: | 546 times |
Download: | 1 times |
TRABAJO COLABORATIVO 3ROBOTICA AVANZADA
IMPLEMENTACIÓN Y SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE TAREAS ROBÓTICAS
Presentado por:
Grupo:299012_2
Presentado a:
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIACAMPUS VIRTUAL
2010
INTRODUCCION
Por medio de este trabajo podremos analizar las trayectorias de los movimientos que puede
realizar un robot tanto vectorial como cartesiano, además de tener su visualización gráfica
además la orientación y posición cartesiana del efector final conocida la estructura
cinemática y las coordenadas articulares
También podremos describe un estudio y análisis para la implementación de robótica con
MATLAB que visualice información por medio de diferentes parámetros ya reconocidos,
mostrándonos una perspectiva general del sistema de visualización robótico. Se presentan
las consideraciones generales que nos permitirán el desarrollo de un diseño óptimo. Además
se realiza un breve estudio de la realidad actual en cuanto a los sistemas robóticos Se
explica en detalle las diferentes herramientas de administración y desarrollo necesarias para
la implementación de este sistema, así como también su posible utilidad en el desarrollo de
aplicaciones para las simulaciones de robótica que se pueden generar a partir de este
programa. Además se explica en detalle los distintos programas que permiten el correcto
funcionamiento de nuestro sistema así como también las características del diseño y
programación.
OBJETIVOS
Identificar y operar con vectores y matrices, de manera específica para posición,
traslación y rotación.
Trabajar en equipo para poder desarrollar logros y habilidades en el manejo de el
Matlab y Scilab
Reconocer los diferentes métodos para el manejo e implementación de las diferentes
herramientas que se utilizan para la translación y rotación aplicadas a los robots.
Aplicar los conceptos de posición, velocidad y aceleración, haga conversiones entre
ángulos y matrices, para obtener la construcción de sistemas mecánicos.
Formular las debidas articulaciones, que garanticen representaciones y
construcciones físicas, que al final derive en el modelado de sistemas mecánicos.
Establecer y clasificar recursos y herramientas, que accedan al diseño,
implementación y simulación de tareas robóticas.
Explorar y descrubrir logros y expresar dudas, a tutores y compañeros de curso.
Primera Parte:Cada grupo de trabajo, diseñará un cuadro en el que relacionen cada uno de los comandos
utilizados en esta tercera unidad en el programa de SCILAB (ó MATLAB), especificando la
sintaxis y finalidad de cada uno, además de mantener una constante comunicación con todos
sus compañeros del grupo.
COMANDOS DESCRIPCION
syms a2 a3 d3 d4 real Ingreso de los parámetros a2, a3, d3, y d4
rotate3d Activación de los efectos rotacionales (animación)
jtraj crea la trayectoria del vector r.
syms t l d px py real ingreso comandos en nuestra plataforma computacional
frameRotz
Escala la señal sintetizadaRotación del plano alrededor del eje z
P1enA Calcula la rotación que realiza en grados alrededor del eje Ź.
grav Vector aceleración de la gravedad
transl Traslada un componente a la transformada homogénea
Roty Rotación del plano alrededor del eje y
Rotx Rotación del plano alrededor del eje x
cjtraj Obtención de la trayectoria cartesiana.
Qinterp Interpolación de unidades de cuaternios
Dh Creación de la matriz dh del manipulador(parámetros de DenavitHartenberg)
Stol Determinación de la tolerancia y el número máximo de iteraciones
syms t1 t2 t3 t4 t5 t6 real Ingreso de las variables articulares ( θ1, θ2, θ3, θ4, θ5 y θ6 )
syms td1 td2 td3 td4 td5 td6 real syms a2 a3 d3 d4
Ingreso de las derivadas de las variablesreal Ingreso de los parámetros a2, a3, d3, y d4
q = [ t1 t2 t3 t4 t5 t6 ] Ingreso del vector de variables articulares
frame Escala la señal sintetizada
qd = [ td1 td2 td3 td4 td5 td6 ] v0 = [ 0 0 0 ] '
Ingreso del vector con las derivadas de las variables articularesIngreso del vector velocidad lineal del marco { 0 }
w0 = [0 0 0] Ingreso del vector velocidad angular del marco { 0 }
q = [ 0 –pi / 4 –pi / 4 0 pi / 8 0 ]
Generación de la transformación correspondiente para una coordenada articular particular
qi = ikine (p560 , T) Obtención de los correspondientes ángulos articulares
det (J ) Observar la condición de invertibilidad
L= link ( [ pi/2 , 0.02, 0,0.15 ] )
Construcción del objeto link
L.RP, L.mdh, L.G = 100, L.Tc = 5, L,
Parámetros de Denavit Hartenberg que implementan modelos cinemáticos
showlink ( L ) Visualización de los parámetros
simple ( tau) Obtención de la expresión simbólica de los términos pares (centrífugos y de Coriolis)
G = gravity ( dyn, q, grav )
Término gravitatorio G ( θ )
Dyn contener los parámetros cinematicos y dinámicos del manipulador
Rotz Función de rotaciónTransl Función de traslaciónFrame Representación de un cuadro de referencia
rotate3d Activación de los efectos rotacionales (animación)syms Para declarar una variable como simbólica
Qinterp Se trata de hacer interpolación de unidades de cuaternios mediante el uso de esta función
dh Creación de la matriz dh del manipulador(parámetros de Denavit Hartenberg)
stol Determinación de la tolerancia y el número máximo de iteraciones
puma560 Definición de la matriz cinemática del robot Puma 560fkine (p560, qz) Cinemática directa de un robot para articulaciones seriales del
Robot
q = [0–pi/4–pi/40pi /80] Generación de la transformación correspondiente para una coordenada articular particular
qi = ikine (p560, T) Obtención de los correspondientes ángulos articulares
J =jacobn ( p560, q ) El Jacobiano en el sistema de referencia del efector final
showlink(p560.link{2}) Visualización detallada para el robot Puma (link 2)p = [ px ; py ] Obtención de la gráfica respectiva
Segunda Parte:Cada integrante debe realizar los ejercicios que se muestran a continuación, utilizando la
herramienta computacional SCILAB ó MATLAB (tomar pantallazo de cada operación
realizada para anexar al informe):
De acuerdo a las siguientes gráficas y ejemplos, hallar:
1. Traslación pura de 0.25, 0.75 y 1 en la dirección de los ejes X, Y y Z.
2. Rotación de 45, 60, 120,180 y 270 grados, en torno a los ejes X, Y y Z.
3. Rotación de -45, -60, -120,-180 y -270 grados, en torno a los ejes X, Y y Z.
1. Traslación pura de 0.25, 0.75 y 1 en la dirección de los ejes X, Y y Z.a).- Traslación pura de 0.25 en la dirección de los ejes X, Y y Z.
b).- Traslación pura de 0.75 en la dirección de los ejes X, Y y Z.
c).- Traslación pura de 1 en la dirección de los ejes X, Y y Z.
COMPLEMENTO DEL PUNTO No. 1
1. Traslación pura de 0.25, 0.75 y 1 en la dirección de los ejes X, Y y Z.a).- Translación pura en dirección del eje X:
Translación pura de 0.25 en dirección al eje X.
Translación pura de 0.75 en dirección al eje X.
Translación pura de 1 en dirección al eje X.
b).- Translación pura en dirección al eje Y:
Translación pura de 0.25 en dirección al eje Y.
Translación pura de 0.75 en dirección al eje Y.
Translación pura de 1 en dirección al eje Y.
c).- Translación pura en dirección al eje Z:
Translación pura de 0.25 en dirección al eje Z.
Translación pura de 0.75 en dirección al eje Z.
Translación pura de 1 en dirección al eje Z.
2. Rotación de 45, 60, 120,180 y 270 grados, en torno a los ejes X, Y y Z.
a).- Rotación de 45º en torno al eje X:
En torno al eje X, con rotación pura de 0.25
En torno al eje X, con rotación pura de 0.75
En torno al eje X, con rotación pura de 1
b).- Rotación de 45º en torno al eje Y:
En torno al eje Y, con rotación pura de 0.25
En torno al eje Y, con rotación pura de 0.75
En torno al eje Y, con rotación pura de 1
c).- Rotacion de 45º en torno al eje Z:
En torno al eje Z, con rotación pura de 0.25
En torno al eje Z, con rotación pura de 0.75
En torno al eje z, con rotación pura de 1
3. Rotación de -45, -60, -120,-180 y -270 grados, en torno a los ejes X, Y y Z.
Rotación de -45°
Rotación de -60
Rotación de -120
Rotación de -180
Rotación de -270
CONCLUSIONES
Luego de desarrollar los anteriores trabajos colaborativos, incluyendo este ultimo y tener
bases sobre una serie de habilidades cognitivas y representativas que logramos ir
desarrollando durante el curso hasta este momento, con lo cual podemos afirmar que
logramos desarrollar habilidades matemáticas y gráficas, complementadas con el manejo de
herramientas como lo es el MATLAB O SCILAB, con los cual es posible representar y
ejecutar modelos de sistemas mecánicos, permitiendo de esta manera, diseñar, implementar
y simular tareas robóticas. Con lo anterior podemos decir que hemos cumplido con el objetivo
fundamental de nuestro curso.
En esta último trabajo se realiza una serie de ejercicios utilizando la herramienta
computacional SCILAB ó MATLAB y simulación computacional de tareas robóticas conocidos
también como cuaternios, en lo que corresponde a la translación y rotación en dirección y
grados, obteniendo diferentes figuras lo que demuestra las transformaciones espaciales no
conmutativas, lo cual se demuestra en la figuras
BIBLIOGRAFIA
Pertuz Campo, Jairo. (2009). Modulo de Robótica Avanzada. Universidad Nacional
Abierta y a Distancia. Escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería.
http://campus03.unadvirtual.org/moodle/course/view.php?id=121
http://www.mathworks.com/programs/techkits/techkit_ml_ggl.html?}
"http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control
http://www.unadvirtual.org/moodle/mod/resource/view.php?id=67816
Fundamentos de Robótica. Antonio Barrientos, Luis Felipe Peñin, Carlos Balaguer,
Rafael Aracil. Editorial McGraw-Hill