Introducción a la Robótica y Manipuladores
1940: Se inicia la imagen del robot como un artefacto mecánico. La obra de Isaac Asimov, escritor de ciencia ficción, concibió el robot como un autómata de apariencia humana, pero carente de sentimientos.
Leyes de la Robótica según Isaac Asimov
Según Isaac, la robótica era la ciencia dedicada al estudio de los robots que se basa en 3 leyes:
- Un robot no puede lesionar a un humano.
- Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos.
- Un robot debe proteger su propia existencia.
Definiciones Clave en Robótica
Robot: Es un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para desplazar materiales, piezas, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos programados.
Un robot manipulador está compuesto de eslabones conectados por uniones para formar una cadena cinemática.
Tipos de Uniones
- Unión revoluta (R): Es como una bisagra y permite el giro relativo entre dos eslabones. Indica el eje de rotación de un eslabón.
- Unión prismática (P): Permite un movimiento relativo lineal entre dos enlaces. Indica el eje alrededor del cual una unión prismática traslada ZI si la unión es la interconexión de eslabones i y i+1.
Conceptos de Espacio y Estado
- Configuración de un manipulador: Es una especificación completa de la ubicación de cada punto en el manipulador.
- Espacio de Configuración: Es el conjunto de todas las configuraciones posibles.
- Número de uniones: Determina el número de GDL (Grados de Libertad). Un objeto rígido en el espacio tridimensional tiene 6 GDL: 3 para el posicionamiento y 3 para la orientación.
- Estado del manipulador: Es un conjunto de variables que, junto con la descripción de la dinámica del manipulador y la entrada, son suficientes para determinar cualquier estado futuro del manipulador.
- Espacio de Estado: Es el conjunto de todos los posibles estados, y un estado del manipulador puede ser especificado dando los valores para las uniones, variables q y para las uniones de velocidades q̇ (t).
- Espacio de trabajo: De un manipulador es el volumen total arrastrado por el efector final cuando el manipulador ejecuta todos los movimientos posibles.
Clasificación de Manipuladores
Los manipuladores se clasifican generalmente sobre la base de las tres primeras uniones del brazo, con la muñeca que se describe por separado:
- Articulado (RRR)
- Esférico (PRR)
- SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) (RRP)
- Cilíndrico (PPP)
- Cartesiano (PPP)
- Robot paralelo
La Muñeca del Robot
Los efectores de la muñeca se refieren a las uniones de cadena cinemática entre el brazo y el extremo.
Las uniones de la muñeca son casi siempre revolutas.
Muñecas esféricas: Son muñecas cuyas tres uniones se intersecan en un punto común.
Tipos Específicos de Manipuladores
- El manipulador articulado también es llamado manipulador antropomórfico.
- SCARA: Está adaptado para las operaciones de montaje.
- Manipulador cartesiano: Cuyas tres primeras uniones son prismáticas. Las uniones variables son las coordenadas cartesianas de los efectores finales con respecto a la base.
- Un Manipulador paralelo: Es uno en el que un subconjunto de los eslabones forma una cadena cerrada. Tiene dos o más cadenas cinemáticas independientes conectando la base al efector final.
Conceptos Adicionales (Repetición del Texto Original)
Espacio de Configuración: Es el conjunto de todas las configuraciones posibles.
Número de uniones: Determina el número de GDL (Grados de Libertad). Un objeto rígido en el espacio tridimensional tiene 6 GDL: 3 para el posicionamiento y 3 para la orientación.
Estado del manipulador: Es un conjunto de variables que, junto con la descripción de la dinámica del manipulador y la entrada, son suficientes para determinar cualquier estado futuro del manipulador.
Espacio de Estado: Es el conjunto de todos los posibles estados, y un estado del manipulador puede ser especificado dando los valores para las uniones, variables q y para las uniones de velocidades q̇ (t).
Espacio de trabajo: De un manipulador es el volumen total arrastrado por el efector final cuando el manipulador ejecuta todos los movimientos posibles.
Clasificación de Manipuladores (Repetición del Texto Original)
Los manipuladores se clasifican generalmente sobre la base de las tres primeras uniones del brazo, con la muñeca que se describe por separado:
- Articulado (RRR)
- Esférico (PRR)
- SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) (RRP)
- Cilíndrico (PPP)
- Cartesiano (PPP)
- Robot paralelo
La Muñeca del Robot (Repetición del Texto Original)
Los efectores de la muñeca se refieren a las uniones de cadena cinemática entre el brazo y el extremo.
Las uniones de la muñeca son casi siempre revolutas.
Muñecas esféricas: Son muñecas cuyas tres uniones se intersecan en un punto común.
Tipos Específicos de Manipuladores (Repetición del Texto Original)
- El manipulador articulado también es llamado manipulador antropomórfico.
- SCARA: Está adaptado para las operaciones de montaje.
- Manipulador cartesiano: Cuyas tres primeras uniones son prismáticas. Las uniones variables son las coordenadas cartesianas de los efectores finales con respecto a la base.
- Un Manipulador paralelo: Es uno en el que un subconjunto de los eslabones forma una cadena cerrada. Tiene dos o más cadenas cinemáticas independientes conectando la base al efector final.