apuntes de robótica - universitat de valencia

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intriduccion a los microcontroladores, para enterr mas facilemnten esa cosa

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  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    1/177

    30

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    6/177

    y/p/r

    TM

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    TM

    Kg = 0

    Kg= 0

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    Cilindrico Esferico

    Artic. de paralelogramo Mixto (SCARA)

    Cartesiano tipo portico

    Eje vertical usual

    Articulacion cilindrica

    zy

    Cartesiano tipo cantilever

    x

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

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  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    17/177

    Union

    miento

    Union

    rotula

    Union

    apoyo

    plano

    Union

    pivote

    deslizante

    Union

    deslizante

    helicoidal

    Union

    pivote

    (rotacional)

    Uniondeslizante

    (traslacional)

    Nombre de

    empotra

    Union

    lineal

    deslizante

    Union

    lineal

    anular

    Union

    puntual

    Union

    libre

    0 traslac.

    0 rotac.

    1 rotac.

    0 traslac.

    0 rotac.1 traslac.

    1 rotac. y

    1 traslac.

    conjugadas

    1rotac.

    1 traslac.

    1 rotac.

    2 traslac.

    3 rotac.

    0 traslac.

    2 rotac.

    2 traslac.

    3 rotac.

    1 traslac.

    3 rotac.

    2 traslac.

    3 rotac.

    3 traslac.

    0

    1

    1

    1

    2

    3

    3

    4

    4

    5

    6No hay simbolo

    No hay contacto entre los dos cuerpos

    la union

    Movimien.

    relativos

    Num.

    de g.l.Simbolos

    (vistas lateral y frontal)

    C1

    C2

    C1

    C2

    C1

    C2

    C2

    C1

    C2

    C1

    C2C1

    C2

    C2

    C1

    C2

    C1

    C2

    C1

    C1C2

    C1

    C2

    C1

    C2

    C2

    C1

    C2

    C1

    C1 C2

    C1

    C1: cuerpo 1

    C2: cuerpo 2

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    (x,y,z)

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    y x

    z

    xy

    z

    x

    y

    z

    Sistema no

    ortogonalSistema ortonormal Sistema ortonormal

    dextrogiro: x y = z levogiro: x y = z

    x

    (x,y,z)

    x

    y

    z

    w

    x = xwy = ywz = zw

    w

    w

    x

    v

    x

    x =x+v

    x

    y

    z

    =

    xy

    z

    +

    vxvy

    vz

    x

    y

    z

    1

    =

    1 0 0 vx0 1 0 vy0 0 1 vz0 0 0 1

    x

    yz1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    20/177

    x =H x

    x= (H)1 x

    (H)1 =

    1 0 0 vx0 1 0 vy0 0 1

    vz

    0 0 0 1

    x

    x

    v

    x

    y

    x

    y

    i

    j

    j i

    i

    j

    i

    j

    x= xi + yj =xi + yj i

    = cos i + sin jj = sin i + cos j

    xi + yj =x(cos i + sin j) + y( sin i + cos j)

    xy

    =

    cos sin sin cos

    x

    y

    z

    xyz1

    =

    cos sin 0 0sin cos 0 0

    0 0 1 00 0 0 1

    x

    y

    z

    1

    R

    R

    x

    yz1

    =

    cos(

    )

    sin(

    ) 0 0

    sin() cos () 0 00 0 1 00 0 0 1

    x

    y

    z

    1

    =

    cos sin 0 0

    sin cos 0 00 0 1 00 0 0 1

    x

    y

    z

    1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    21/177

    Rot(x, ) =

    1 0 0 00 cos

    sin 0

    0 sin cos 00 0 0 1

    Rot(y, ) =

    cos 0 sin 00 1 0 0

    sin 0 cos 00 0 0 1

    Rot(z, ) =

    cos sin 0 0sin cos 0 0

    0 0 1 00 0 0 1

    y

    900

    x

    z

    900

    y

    Y = T2R3T1R2R1X

    X

    R1 R2 T1 R3

    T2

    r = (rx, ry, rz)

    Rr,

    P P

    P P

    Rr, =Rx,Ry,Rz,Ry,Rx,

    Rr, =

    1 0 0 00 c s 00 s c 00 0 0 1

    c 0 s 00 1 0 0s 0 c 0

    0 0 0 1

    c s 0 0s c 0 00 0 1 00 0 0 1

    c 0

    s 0

    0 1 0 0s 0 c 00 0 0 1

    1 0 0 0

    0 c s 00 s c 00 0 0 1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

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    ry + rz22

    ry + rz22

    Y

    x

    z

    P

    P

    P

    r

    o

    ry

    rx

    rx

    rz

    1

    2

    4

    5

    3

    P es el trasladado de P por la rotacion 1 (angulo )

    P es el trasladado de P por la rotacion 2 (angulo )

    s =

    ryr2y+ r

    2z

    c = rz

    r2y+ r2z

    s = rx| r | =rx

    c =

    r2y+ r

    2z

    | r | =

    r2y+ r2z

    Rr, =

    r2xv + c rxryv rzs rxrzv+ ryc 0rxryv + rzs r

    2yv + c ryrzv rxs 0

    rxrzv rys ryrzv + rxs r2xv+ c 00 0 0 1

    s= sin

    c = cos

    v = 1 cos

    rx = ry = 0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

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    (rx, ry, rz)

    Z=Z

    Z=Z

    Y=Y

    Y

    X X

    XX

    Y Y

    Z

    X=X

    XX

    Y

    Z

    Y

    Y

    Z

    r

    p

    y

    r esta en el plano Z/Z

    p esta en el plano X/X/X

    y esta en el plano X/X

    Angulos de EulerAngulos y/p/r

    y/p/r

    z

    y

    y

    z

    z

    R,,=

    c s 0 0s c 0 00 0 1 00 0 0 1

    c 0 s 00 1 0 0s 0 c 0

    0 0 0 1

    c s 0 0s c 0 00 0 1 00 0 0 1

    =

    ccc ss ccs sc cc 0scc+ cs scs+ cc sc 0

    sc ss c 00 0 0 1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

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    y/p/r

    r

    p

    y

    Ry,p,r =

    cy sy 0 0sy cy 0 00 0 1 00 0 0 1

    cp 0 sp 00 1 0 0sp 0 cp 0

    0 0 0 1

    1 0 0 00 cr sr 00 sr cr 00 0 0 1

    =

    cycp cyspsr sycr cyspcr+ sysr 0sycp syspsr+ cycr syspcr cysr 0sp cpsr cpcr 00 0 0 1

    xy=z

    X OX = OP + P X

    xi+ yj+ zk =pxi+pyj+pzk+ xi + yj + zk

    i = cos(ix)i+ cos(iy)j+ cos(iz)k

    j = cos(jx)i+ cos(jy)j+ cos(jz)k

    k = cos(kx)i+ cos(ky)j+ cos(kz)k

    x y = z

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    25/177

    O

    X

    k

    ji

    k

    j

    i P

    X

    Y

    Z

    X

    Z

    Y

    x= px+ x cos(ix) + y

    cos(jx) + z cos(kx)

    y=py+ x cos(iy) + y

    cos(jy) + z cos(ky)

    z=pz+ x cos(iz) + y

    cos(jz) + z cos(kz)

    xyz1

    = cos(ix) cos(jx) cos(kx) pxcos(iy) cos(jy) cos(ky) pycos(iz) cos(jz) cos(kz) pz

    0 0 0 1

    x

    y

    z

    1

    T=

    R33 p31

    f13 1 1

    =

    Rot. T ras.

    P ersp. Esc.global

    3 3

    det(R) = 1

    det(T) = 1

    R1 =RT

    f

    f= (0, 0, 0)

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    26/177

    T =

    nx ox ax px

    ny oy ay pynz oz az pz0 0 0 1

    n o a p0 0 0 1

    z

    a

    y

    o

    x n

    a

    o

    n

    yaw

    z z

    (y,p,r)

    x z y x

    z y

    Ry,p,r

    Ry,p,r=

    cyspsr sycr cyspcr+ sysr cycp 0syspsr+ cycr syspcr cysr sycp 0

    cpsr cpcr sp 00 0 0 1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

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    M

    M=

    nx ox ax pxny oy ay pynz oz az pz0 0 0 1

    m1(i, j)

    (1)i+jdet(A(j, i))

    A(j, i)

    (i, j)

    M

    i

    j

    m111 =det(A(nx)) =

    oy ay pyoz az pz0 0 1

    =oyaz ozay = (o a)x = nx

    m114 =

    det(A(041)) =

    ox ax pxoy ay py

    oz az pz

    =

    ox oy ozax ay az

    px py pz

    =

    (o

    a)

    p=

    n

    p

    M1 =

    nx ny nz npox oy oz opax ay az ap0 0 0 1

    f : J R6

    (ax, ay, az)

    y/p/r

    R6

    T

    (ax, ay, az, ox, oy, oz, nx, ny, nz, px, py, pz)

    T

    T (0, 0, 0, 1)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    28/177

    T

    T

    T

    L

    L L L

    L

    JJ

    J

    J0

    1

    1 22

    3

    3

    4

    4

    Fijo

    ai i

    i + 1

    ai

    i i i+ 1

    ai

    di i/i + 1

    i i 1/i i

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    29/177

    i i 1/i i/i + 1

    i

    i

    i

    a

    i

    i

    di

    Eje i+1

    a i

    Enlace i

    Eje i

    Eje i1

    Eje i

    Eje i+1

    a

    a

    d

    Linea paralela

    a la normal

    eje i / eje i+1

    i1

    i

    i

    Enlace i1

    Enlace i

    i

    i

    Enlace i aislado Enlaces i e i1

    zi1 i zi i+ 1

    z

    xi z zi z (zi1)

    ai

    yi

    xi yi=zi

    ai1

    i

    i 1 i

    x0 z0

    z1

    z0

    z

    y

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    30/177

    xz

    yy

    x

    z

    Linea paralela

    al eje z

    i1

    i1

    i1

    i

    i

    i

    i

    Eje i

    Eje i+1

    a

    a

    d

    Linea paralela

    a la normal

    eje i / eje i+1

    i1

    i

    i

    Enlace i1

    Enlace i

    i

    Eje i1

    i1

    z

    x

    z

    ai x

    z

    z

    z

    x

    z

    x

    x

    ai

    i di ai i

    di i i

    ai

    i di

    i 0

    0

    900

    1800

    2700

    i 1

    i

    zi1 i xi1 xi ai1 ai zi1

    zi1 zi di xi1 xi zi1 zi

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    31/177

    xi ai

    i xi1 x

    i

    xi1 xi i zi

    1

    zi y

    i

    1

    yi

    i 1

    i

    i1Ai = Rotzi1,i T r(0,0,di) T r(ai,0,0) Rotxi,i

    i1Ai=

    ci si 0 0si ci 0 00 0 1 0

    0 0 0 1

    1 0 0 00 1 0 00 0 1 di0 0 0 1

    1 0 0 ai0 1 0 00 0 1 0

    0 0 0 1

    1 0 0 00 ci si 00 si ci 0

    0 0 0 1

    =

    =

    ci si 0 0si ci 0 00 0 1 di0 0 0 1

    1 0 0 ai0 ci si 00 si ci 00 0 0 1

    =

    ci sici sisi aicisi cici cisi aisi0 si ci di0 0 0 1

    i

    i

    i 1

    i

    i

    1

    4a

    ai zi1 zi

    xi i zi1 zi xi xi

    i xi1 xi zi1 zi1

    di i 1 i

    i

    ai

    zi1 zi1

    n

    0An=0A1 1A2 . . . n1An

    i1Ai i, ai, i di i ai

    di i

    0An i, ai, i, di i= 1 . . . n

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    32/177

    n

    n

    z

    zi1 i

    x

    xi zi zi1

    y

    xi yi=zi

    (i, ai, i, di)

    i1Ai

    0An

    R2T R3

    L1 L2

    L5

    L6

    z

    z0

    z1

    z1z2 L3

    z3 z2 z2

    z4

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    33/177

    xy

    z

    xy

    z

    yxz

    x

    z

    yx y

    z

    y

    x

    z

    y =o

    x =n

    z =a

    6

    66

    3

    3

    3

    4 4

    4

    55

    5

    2 2

    2

    1

    1

    1

    0

    0

    0

    d

    d

    d

    d

    1

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    6

    Origenes coincidentes

    (d = d = 0)4 5

    Sistema

    del mundo

    2

    z5

    z6 z5

    x6 y6

    x

    x0 z0 z

    x1 z z1 z z0

    x1

    x2 z1 z2

    x2

    x3 z2 z3

    x4 z3 z4

    z2 x4

    x5

    z5 z3 x5 x3

    z3 z4 z3

    z5

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    34/177

    x6 z5 z6

    y

    xi yi= zi

    z0 z1 z1 z2

    z

    z

    y

    x

    n

    o

    a

    1 z0 z1 x1 x1

    z0 z1

    2

    a1 z0 z1

    d1 z0

    d1

    1 x0 x1 z0 z0

    x0

    x1 2

    Articulacion i i ai di1 (

    2)

    2 0 d1= 412mm.

    2 (2

    ) 2

    0 d2= 154mm.3

    2

    0 0 (d3)

    4 (0) 2 0 05 (0)

    2 0 0

    6 (0) 0 0 d6= 263mm.

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    35/177

    J=

    12d3

    456

    i1Ai i

    0A1 =

    c1 0 s1 0s1 0 c1 0

    0 1 0 d10 0 0 1

    1A2 =

    c2 0 s2 0s2 0 c2 0

    0 1 0 d20 0 0 1

    2A3 =

    0 1 0 01 0 0 00 0 1 d30 0 0 1

    3A4 =

    c4 0 s4 0s4 0 c4 0

    0 1 0 00 0 0 1

    4A5 =

    c5 0 s5 0s5 0 c5 0

    0 1 0 00 0 0 1

    5A6 =

    c6 s6 0 0s6 c6 0 0

    0 0 1 d60 0 0 1

    0A3 =0A1

    1A22A3 =

    c1 0 s1 0s1 0 c1 0

    0 1 0 d10 0 0 1

    c2 0 s2 0s2 0 c2 0

    0 1 0 d20 0 0 1

    0 1 0 01 0 0 00 0 1 d20 0 0 1

    =

    c1 0 s1 0s1 0 c1 0

    0 1 0 d10 0 0 1

    0 c2 s2 d3s20 s2 c2 d3c21 0 0 d20 0 0 1

    =

    s1 c1c2 c1s2 d3c1s2 d2s1c1 s1c2 s1s2 d3s1s2+d2c1

    0 s2 c2 d3c2+d10 0 0 1

    1 =2 2 =2 d3 = l

    l

    0A3 =

    1 0 0 d20 0 1 l0 1 0 d10 0 0 1

    (d2, l , d1) x3

    (1, 0, 0) x0

    y3 z3 z0 y0

    (0, 0, 1) (0, 1, 0)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    36/177

    3A6 = 3A4

    4A55A6 =

    c4 0 s4 0s4 0 c4 0

    0 1 0 00 0 0 1

    c5 0 s5 0s5 0 c5 0

    0 1 0 00 0 0 1

    c6 s6 0 0s6 c6 0 0

    0 0 1 d60 0 0 1

    =

    c4 0 s4 0s4 0 c4 0

    0 1 0 00 0 0 1

    c5c6 c5s6 s5 d6s5s5c6 s5s6 c5 d6c5

    s6 c6 0 00 0 0 1

    =

    c4c5c6 s4s6 c4c5s6 s4s6 c4s5 d6c4s5s4c5c6+ c4s6 s4c5s6+ c4s6 s4s5 d6s4s5

    s5c6 s5s6 c5 d6c50 0 0 1

    0A3 3A6

    T R5

    Hombro

    Motor del

    hombro

    Parte superior

    del brazo

    Tubo para

    cables

    Motoreductor (eje z)

    Placa de

    conexiones

    Base

    Eje de la

    Mueca y mano

    mueca

    Antebrazo

    Polea intermedia

    Motor del yaw

    Motor del antebrazo

    Correa del eje z

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    37/177

    254 mm 254 mm

    694 mm

    915 mm

    33 mm

    98o

    Eje del shoulder

    Eje del elbow

    Eje del yaw

    Desplazamiento

    en zed

    220

    180

    151

    180

    90 mm

    o

    o

    0

    0

    (shoulder)

    (elbow)

    (yaw)

    Vista lateral Vista superior

    X0

    Y2

    Y3

    X5

    a2

    a3

    d6

    d

    5

    6

    2

    3

    4

    d4

    Z0

    Y0

    Z2

    X2

    Y4X3

    Z3

    Z4,Y5

    X4

    X6

    Y6

    Z6

    X1

    Z1

    Y1

    d3

    Z5

    z

    z0

    z1

    z0z2 z1

    z3 z2

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    38/177

    z4 z3

    z5

    z6

    z5

    x6 y6

    x

    x0 z0 z

    x1 z z1 z z0

    x

    x2 z1 z2

    x3 x2

    x4 z3 z4

    y0 x4

    x5 z4 z5

    x5 900 x5

    x6 z5 z6

    x5

    y

    xi yi= zi

    z3

    z4

    z

    y

    x

    n

    o

    a

    1 z0 z1 a1 z0 z1 d1 z0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    39/177

    d1

    d

    1 x0 x1 z0 z0

    x0

    x1

    1

    2 z1 z2 a2 z1 z2

    d2

    a2

    d2 2 x1 x2 z1 z1

    x1

    x2

    2

    x2 x3 3

    a3

    d3

    4 z3 z4 x4 x4

    z3 z4

    4 2 a4 z3 z4 4 x3 x4 z3 z3

    x3

    x4

    d4

    z3

    5 z4 z5 x5 x5

    z3 z5 5

    2

    a5 z4 z5 d5

    6 z5 z6 a6 6 x5 x6 z5 z5

    x 6 d6

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    40/177

    z5

    Articulacion i i ai di1 0 0 0 (d)2 (

    2) 0 a2= 254mm. 0

    3 (0) 0 a3= 254mm. d3 = 75mm.4 ()

    2 0 d4 = 85mm.

    5 (2

    ) 2

    0 06 (0) 0 0 d6 = 176mm.

    J=

    d

    23456

    i1Ai i

    0A1 =

    1 0 0 00 1 0 0

    0 0 1 d10 0 0 1

    1A2 =

    c2 s2 0 a2c2s2 c2 0 a2s2

    0 0 1 00 0 0 1

    2A3 =

    c3 s3 0 a3c3s3 c3 0 a3s3

    0 0 1 d30 0 0 1

    3A4 =

    c4 0 s4 0s4 0 c4 0

    0 1 0 d40 0 0 1

    4A5 =

    c5 0 s5 0s5 0 c5 0

    0 1 0 00 0 0 1

    5A6 =

    c6 s6 0 0s6 c6 0 0

    0 0 1 d60 0 0 1

    0A3 = 0A1

    1A22A3 =

    1 0 0 00 1 0 00 0 1 d10 0 0 1

    c2 s2 0 a2c2s2 c2 0 a2s2

    0 0 1 00 0 0 1

    c3 s3 0 a3c3s3 c3 0 a3s3

    0 0 1 d30 0 0 1

    =

    cos(2+3) sin(2+3) 0 a3cos(2+3) +a2cos(2)sin(2+3) cos(2+3) 0 a3sin(2+3) +a2sin(2)

    0 0 1 d2+d30 0 0 1

    3A6=3A4

    4A55A6=

    c4c5c6+s4s6 c4c5s6+s4c6 c4s5 c4s5d6s4c5c6 c4s6 s4c5s6 c4c6 s4s5 s4s5d6

    s5c6 s5s6 c5 c6d6 d4

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    41/177

    0A6

    A11= c(2+3+4)c5c6+s(2+3+4)s6A12= s(2+3+4)c6 c(2+3+4)c5s6A13= c(2+3+4)s5A14

    = d6s

    5c(

    2+

    3+

    4) +a

    3c(

    2+

    3) +a

    2c(

    2)

    A21= s(2+3+4)c5c6 c(2+3+4)s6A22= c(2+3+4)c6 s(2+3+4)c5s6A23= s(2+3+4)s5A24= d6s5s(2+3+4) +a3s(2+3) +a2s(2)

    A31= s5c6A32= s5s6A33= c5A34= d1 d3 d4 d6c5A41= 0

    A42= 0

    A43= 0A44= 1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    42/177

    T

    Ji

    T

    T =

    nx ox ax px

    ny oy ay pynz oz az pz0 0 0 1

    (X,Y,Z,y,p,r)

    X=px(J1 . . . J 6) y= arctan(ayax

    )

    Y =py(J1 . . . J 6) p= arctan( azax/ cos(y)

    )

    Z=pz(J1 . . . J 6) r= arctan(

    nzoz )

    y/p/r

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    43/177

    n a

    o

    X

    Y

    Z

    R

    P

    S

    R

    S

    P

    (X, Y , Z)

    a

    o

    n

    P a

    S a

    a

    S=| S| a

    | S|

    S

    R

    R= P S

    R

    R

    (px, py, pz) 0A3

    0A6

    (J1, J2, J3) Ji i di

    R3 R2T RT R T R2

    RT2

    T RT

    T2R

    T3

    i 0

    2

    2

    i= 1 . . . 3

    8 27 = 216

    0A3

    (1, 2, 3)

    T R2 1 = 0

    x0 x1 x0 z0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    44/177

    i

    0A11A2

    2A3

    i = 0

    1 0 0 00 1 0 00 0 1 d0 0 0 1

    c2 s2 0 a2c2s2 c2 0 a2s2

    0 0 1 d20 0 0 1

    c3 s3 0 a3c3s3 c3 0 a3s3

    0 0 1 d30 0 0 1

    i= 2

    1 0 0 00 0 1 00 1 0 d0 0 0 1

    c2 0 s2 a2c2s2 0 c2 a2s2

    0 1 0 d20 0 0 1

    c3 0 s3 a3c3s3 0 c3 a3s3

    0 1 0 d30 0 0 1

    i= 2

    1 0 0 00 0 1 00 1 0 d0 0 0 1

    c2 0 s2 a2c2s2 0 c2 a2s2

    0 1 0 d20 0 0 1

    c3 0 s3 a3c3s3 0 c3 a3s3

    0 1 0 d30 0 0 1

    1=2 = 3= 0

    0A3=

    1 0 0 00 1 0 00 0 1 d0 0 0 1

    c2 s2 0 a2c2s2 c2 0 a2s2

    0 0 1 d20 0 0 1

    c3 s3 0 a3c3s3 c3 0 a3s3

    0 0 1 d30 0 0 1

    =

    c(2+ 3) s(2+ 3) 0 a3c(2+ 3) + a2c2s(2+ 3) c(2+ 3) 0 a3s(2+ 3) + a2s2

    0 0 1 d2+ d

    3+ d

    0 0 0 1

    R

    d

    2 3

    Rx = a3c(2+ 3) + a2c2

    Ry = a3s(2+ 3) + a2s2

    Rz = d2+ d3+ d

    d d= Rz d2 d3

    a2 a3

    a

    Rx = a(c(2+ 3) + c2)

    Ry = a(s(2+ 3) + s2)

    Rx = 2a cos(2+3

    2) cos3

    2

    Ry = 2a sin(2+3

    2) cos

    32

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    45/177

    g =2+ 3/2

    3 = 2 arc cos

    R2x+ R

    2y

    2a

    2 = atan2(Ry, Rx) arccos

    R2x+ R2y

    2a

    R= P S0

    1, 2 3

    0A3

    3A6

    3A6=

    c4c5c6+ s4s6 c4c5s6+ s4s6 c4s5 c4s5d6s4c5c6 c4s6 s4c5s6 c4c6 s4s5 s4s5d6

    s4c6

    s4s6

    c5

    c5d6

    d40 0 0 1

    S

    S3x = c4s5d6

    S3y = s4s5d6

    S3z = c5d6 d4

    S3

    S

    S0

    0A3

    S3 = 3R0 S03R0= (

    0R3)T

    4 = atan2(S3y , S

    3x)

    5

    = arc cos(

    S3z + d4

    d6)

    6

    o

    T

    (nx, ny, nz, ox, . . . e t c)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    46/177

    3

    A6 =

    c4 0 s4 0s4 0

    c4 0

    0 1 0 d40 0 0 1

    c5 0 s5 0s5 0

    c5 0

    0 1 0 00 0 0 1

    c6 s6 0 0s6 c6 0 0

    0 0 1 d60 0 0 1

    =

    nx ox ax pxny oy ay py

    nz oz az pz0 0 0 1

    3A6 =

    c4c5c6+ s4s6 c4c5s6+ s4s6 c4s5 c4s5d6s4c5c6 c4s6 s4c5s6 c4c6 s4s5 s4s5d6

    s4c6 s4s6 c5 c5d6 d40 0 0 1

    =

    nx ox ax pxny oy ay pynz oz az pz0 0 0 1

    4 T

    3A4

    (3A4)1

    5

    6

    c4s5 = ax

    s4s5 = ay

    4=atan2(ay, ax)

    cos 4 = 11 + tan2 4

    = axa2x+ a

    2y

    sin 4 = 11 + cotan24

    = aya2x+ a

    2y

    3A4

    (3A4)1 =

    c4 s4 0 0

    0 0 1 d4s4 c4 0 0

    0 0 0 1

    =

    axa2x+a

    2y

    aya2x+a

    2y

    0 0

    0 0 1 d4aya2x+a

    2y

    axa2x+a

    2y

    0 0

    0 0 0 1

    T = 3A4 4A5 5A6 = (3A4)1 T = 4A5 5A6

    axa2x+a

    2y

    aya2x+a

    2y

    0 0

    0 0 1 d4aya2x+a

    2y

    axa2x+a

    2y

    0 0

    0 0 0 1

    nx ox ax px

    ny oy ay pynz oz az pz0 0 0 1

    = c5 0 s5 0

    s5 0 c5 00 1 0 00 0 0 1

    c6 s6 0 0s5 c5 0 0

    0 0 1 d60 0 0 1

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    47/177

    axnx+aynya2x+a

    2y

    axox+ayoya2x+a

    2y

    a2x+ a

    2y

    axpx+aypya2x+a

    2y

    nz oz az pz+ d4aynxaxny

    a2x+a2yayoxaxoy

    a2x+a2y 0 aypxaxpy

    a2x+a2y0 0 0 1

    =

    c5c6 c5s6 s5 d6s5s5c6 s5s6 c5 d6c5

    s6 c6 0 00 0 0 1

    5

    (1, 3)

    (2, 3)

    tan 5=

    a2x+ a2y

    az= 5 = atan2(

    a2x+ a

    2y,az)

    (4A5)1 =

    c5 s5 0 00 0 1 0

    s5 c5 0 00 0 0 1

    =

    az a2x+ a2y 0 0

    0 0 1 0a2x+ a

    2y az 0 0

    0 0 0 1

    (4A5)1 (3A4)1 T = 5A6

    6

    6 = arc cos(axnx ayny)aza2x+ a2y + nz

    1 a2z

    A31 A32

    atan2

    a2x+ a

    2y

    z

    f C1

    x0

    x0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    48/177

    x x + x

    y

    y + y

    0 0 0

    0

    0 0

    f

    x0

    R R

    x0 f y0 = f(x0)

    f(x0+ x0) f(x0) + (tan())x0=y0+ dfdx

    x=x0

    x0

    Rnj

    R6

    nj

    i

    X

    X = F()

    X0+ X X0

    F(X0+ X) F(X0) + JfX0

    JfX0 f X0= ( y,p,r)

    JfX0 =

    x1

    . . . xnj

    y

    1. . . y

    njz1

    . . . znj

    y1 . . . ynjp

    1. . . p

    njr1

    . . . rnj

    X

    X=JfX

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    49/177

    X

    X=JfX

    vxvyvzypr

    =

    Jf

    X

    123456

    123456

    =

    Jf

    1

    X

    vxvyvzypr

    X

    J

    v

    J1X = 1

    det(JX)Ad(JX)

    Ad(JX)

    JX det(JX)

    J1X

    X

    m(X) =

    det(JX JTX)

    det

    JTX X

    m(X) =det(J)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    50/177

    T

    T = 0A1 1A2 . . . 5A6

    i= 1 . . . 6

    Ui

    Ui= i1Ai iAi+1 . . . 5A6

    i

    Ui=

    nxi oxi axi pxi

    nyi oyi ayi pyinzi ozi azi pzi0 0 0 1

    pxinyi pyinxipxioyi pyioxipxiayi pyiaxi

    nxioxiaxi

    nzioziazi000

    i

    i

    Ui

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    51/177

    z

    x

    yO

    ss+ s

    C

    BA

    dsdt

    d

    s

    s

    | s |=| AB|=| CA | d=| OA | sin() | | dt| s |

    dt

    =

    | OA

    |sin()

    |

    |

    s

    s

    OC

    s

    ds

    dt = s

    R(ds

    dt) = RTN

    N(ds

    dt) + RTNs

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    52/177

    z

    x

    y

    z

    x

    y

    x

    y

    zO

    O

    O

    0

    0

    0

    i

    i+1

    i+1

    i+1

    i+1

    i

    i

    ir

    r

    r

    O,i+1

    i,i+1

    O,i

    ro,i+1=ro,i+ ri,i+1

    dro,i+1dt

    R

    = dro,i

    dt

    R

    + dri,i+1

    dt

    R

    R

    vi+1= R

    vi+ dri,i+1

    dtRi

    + R

    i+1 R

    ri,i+1

    ri,i+1=di+1ki

    dri,i+1dt

    Ri

    = di+1ki

    i+1=i

    ri,i+1

    dri,i+1dt

    Ri

    = 0

    i+1=i+ i+1ki

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    53/177

    Rai+1= Rai+

    d2ri,i+1

    dt

    2 Ri

    + Ri+1

    dri,i+1

    dtRi

    + Ri+1

    ri,i+1+

    Ri+1

    dri,i+1

    dtRi

    + Ri+1

    ri,i+1

    Rai+1= Rai+

    d2ri,i+1dt2

    Ri

    + 2 Ri+1 dri,i+1dt

    Ri

    + Ri+1 ri,i+1+ Ri+1 Ri+1 ri,i+1

    Ri+1 dri,i+1

    dt

    Ri

    d2ri,i+1

    dt2Ri

    = di+1ki

    0

    i+1=di+1

    dt =

    didt

    = i d(i+i+1ki)

    dt = i+i+1ki+i i+1ki

    R

    Articulacion i es traslacional Articulacion i es rotacional

    vi+1 = vi+ di+1ki+i+1 di+1ki (T1a) vi+1= vi+i+1 ri,i+1 (T1b)ai+1= ai+ di+1ki+ 2i+1 di+1ki+ ai+1= ai+ i+1 ri,i+1+

    +i+1 di+1ki+i+1 (i+1 di+1ki) (T2a) +i+1 (i+1 ri,i+1) (T2b)i+1= i (T3a) i+1 = i+ i+1ki (T3b)

    i+1= i (T4a) i+1= i+i+1ki+i i+1ki (T4b)

    i, i,i di, di,di

    (L0) v0 = 0, a0 =g, 0 =

    0, 0 = 0 g

    1, 1, v1 a1 (1, 1, 1)

    d1, d1, d1 (2, 2, 2) 2, 2, v2 a2

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    54/177

    mi Fi i

    i

    Fi=mia i

    i=dL

    dt

    F

    =r F

    r

    L

    L=V

    ri pidVi

    ri

    pi pi=mivi

    w

    L= I w

    I

    I= mi

    (r2iy+ r2iz)dVi

    mirixriydVi

    mirixrizdVi

    mirixriydVi mi(r2ix+ r2iz)dVi miriyrizdVi mirixriydVi miriyrizdVi mi(r2ix+ r2iy)dVi

    ri= (rix, riy, riz) mi

    dL

    dt

    R

    =I+ I

    I

    R(I) = RRotTN N(I) RRotN RRotN

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    55/177

    vv

    c

    cii

    i

    ii

    CMO i

    vci=vi+i cii

    cii dciidt

    = 0

    aci= ai+ i cii+i (i cii)

    vci aci

    i

    Fi=miaci

    fi1,i fi,i+1+ mig=miaci

    fkl k l

    fi+1,i fi,i+1

    i i=

    dL

    dt

    i1,i i,i+1 ci1,i fi1,i+ ci,i fi,i+1= Iii+i Iii

    ci1,i=ri1,i+ cii

    fi1,i= fi,i+1 mig+ miaci

    i1,i=i,i+1+ (ri1,i cii) fi1,i+ cii fi,i+1+ Iii+i Iii

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    56/177

    R

    fn,n+1= Mg

    n,n+1 = R (Mg)

    fn1,n = Mg mng+ mnacn

    n1,n= R (Mg) + (rn1 cnn) fn1,n+ cnn (Mg) + Inn+n Inn

    acn rn1

    acn acn= an+ n cnn+n (n cnn)

    fn,n+1= 0 n,n+1 = 0

    Ji di i

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    57/177

    v a

    J J J

    f y

    Se obtienen

    f y

    Se obtienen

    J J J

    v a

    J J J

    v a

    v a

    v a

    v a

    v a

    Se conocen Se conocen

    Se obtienen

    usando

    idem, usando

    Se conocen

    usando

    Se obtienen

    y se conocen

    y se conocen

    0 0 0 0 111 0,1 0,1

    1 1 1 1

    2 2 2

    1,2 1,2

    n n

    n n n n

    Se obtienen

    f y

    f y

    n1

    cn1 cn1

    cn cn

    n,n+1 n,n+1

    n1,n n1,n

    c1 c1

    n1

    n

    n1 n1

    usando T3a/b, T4a/b T1a/b, T2a/b

    usando 2.5 y 2.6

    usando 2.7 y 2.8

    T3a/b, T4a/bT1a/b, T2a/b,

    usando 2.5 y 2.6

    usando 2.7 y 2.8

    T1a/b, T2a/b

    T3a/b, T4a/busando 2.7 y 2.8

    usando 2.5 y 2.6

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    58/177

    R

    R

    6

    Rnj

    f : R R6t [0 . . . t0] (x,y,z,y,p,r)

    C1

    f

    C1

    C1

    : R Rt (t) con t [0 . . . t0]

    (0) =0 (0) = 0

    (tf) =f (tf) = 0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    59/177

    0 f

    t

    (t) =a0+ a1t + a2t2 + a3t

    3

    ai

    a0 = 0

    a0+ a1tf+ a2t2f+ a3t3f = f

    a1 = 0

    a1+ 2a2tf+ 3a3t2f = 0

    ai tf

    a0 = 0

    a1 = 0

    a2 = 3

    t2f(f 0)

    a3 = 2t3f

    (f 0)

    0

    f i i = 1 . . . n

    (ti1) = i1 a0+ a1ti1+ a2t2i1+ a3t

    3i1 = i1

    (ti) = i a0+ a1ti+ a2t2i + a3t

    3i = i

    (ti1) = i1 a1+ 2a2ti1+ 3a3t2i1 =

    i1(ti) = i a1+ 2a2ti+ 3a3t

    2i =

    i

    ti

    (ti)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    60/177

    t t t t

    0

    1

    2

    3

    4

    t0 1 2 3 4

    a(t)

    b(t)

    a(t) = a10+ a11t + a12t2 + a13t

    3 a(t) = a11+ 2a12t + 3a13t2 a(t) = 2a12+ 6a13t

    b(t) = a20+ a21t + a22t2 + a23t

    3 b(t) = a21+ 2a22t + 3a23t2 b(t) = 2a22+ 6a23t

    tf1

    tf2

    0 = a(0) = a10 (1)v = a(tf1) = a10+ a11tf1+ a12t

    2f1+ a13t

    3f1 (2)

    v = b(0) = a20 (3)g = b(tf2) = a20+ a21tf2+ a22t

    2f2+ a23t

    3f2 (4)

    a(tf1) = b(0) = a11+ 2a12tf1+ 3a13t2f1 = a21 (5)a(tf1) = b(0) = 2a12+ 6a13tf1 = 2a22 (6)

    a(0) = 0 = a11 = 0 (7)b(tf2) = 0 = a21+ 2a22tf2+ 3a23t2f2 = 0 (8)

    v

    g

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    61/177

    a10=0 a20 = v a11= 0

    a12t2f1+ a13t

    3f1 = v 0 (2)

    a21tf2+ a22t2f2+ a23t

    3f2 = g v (4)

    2a12tf1+ 3a13t2f1 a21t3f1 = 0 (5)

    2a12+ 6a13tf1 2a22 = 0 (6)a21+ 2a22tf2+ 3a23t

    2f2 = 0 (8)

    t2f1 t3f1 0 0 0

    0 0 tf2 t2f2 t

    3f2

    2tf1 3t3f1 1 0 0

    2 6tf1 0 2 00 0 1 2tf2 3t

    2f2

    a12a13a21a22a23

    =

    v 0g 0

    000

    c

    a(tf1) = c

    a11+ 2a12tf1+ 3a13t2f1 =

    c a21= c

    n

    4n

    4n

    tb tf

    0

    tb tb tftb

    tf tb tf

    0

    tb

    (t) =0+1

    2t2

    b=0+1

    2t2b

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    62/177

    0 tb

    t t t th f b f

    b

    h

    f

    0

    (t) =t

    tb (t) =tb

    tb=h bth tb

    th =tf/2

    h= (0+ f)/2

    tb=0+f

    2 (0+ 12 t2b)

    tf2 tb

    t2b tftb+ (f 0) = 0

    tb

    tb

    tb= tf

    2

    2t2f 4(f 0)

    2

    2t2f 4(f 0)> 0

    4(f 0)t2f

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    63/177

    t

    t

    t

    tj tk

    j k tdjk

    tjk

    j

    t

    t

    t

    jk

    djk

    k

    k

    l

    tj

    j

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    64/177

    k

    jk =k j

    tdjk

    k

    k =sig(kl jk) | k|

    tk =kl jk

    k

    kl = jk + ktk

    tjk =tdjk 12

    tj 12

    tk

    i

    i 1

    i+ 1

    i

    i 1

    i

    i

    i+ 1

    i

    ti

    n

    o

    a

    y/p/r

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    65/177

    X

    Y

    r

    Vista superior

    a

    Recta x=a vy

    r

    X

    Y

    Z

    Vista en perspectiva

    z

    T RT

    x = r cos()

    y = r sin()

    z = z

    = atan2(y, x)

    r =

    x2 + y2

    z = z

    J=

    xr

    x

    xz

    y

    r

    y

    y

    z

    zr z zz

    =

    cos() r sin() 0sin() r cos() 0

    0 0 1

    vxvy

    vz

    =

    cos() r sin() 0sin() r cos() 0

    0 0 1

    r

    z

    rz

    = 1r

    r cos() r sin() 0 sin() cos() 00 0 r

    vxvy

    vz

    =

    x

    x2+y2y

    x2+y2 0y

    x2+y2x

    x2+y2 0

    0 0 1

    vxvy

    vz

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    66/177

    r = 1

    x2 + y2(xvx+ yvy)

    =

    1

    x2 + y2 (yvx+ xvy)z = z

    x = a

    a

    vx= 0 vy =cte

    r = y

    a2 + y2vy

    = a

    a2 + y2vy

    x = a

    y = 0

    r = 0

    = vya

    a

    (0, 0)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    67/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    68/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    69/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    70/177

    Lamina de contacto

    Devanado de hilo

    d

    V

    V

    r

    R

    R

    r

    Vs

    s

    0

    V0= r

    RVs

    r

    d

    100 Vs

    V

    d

    Tension

    obtenida

    Tension

    esperada

    %(res) = 100Vs/N

    Vs=

    100

    N

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    71/177

    V(t) =V0sin (t)

    V(t) = V0

    cos

    sin(t)

    Tension

    de ref.

    (alterna)

    S S

    S S S S

    R

    R

    1

    2 3

    1

    2 3

    1

    2

    120o

    TM

    V(t) =Vsin(t)

    V1=Vsin(2XS

    )sin(t)

    V2=V cos(2XS

    )sin(t)

    X

    S

    X

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    72/177

    Pistas en la parte movil

    Pistas en la regleta fija

    Regleta fija

    Parte movil

    TM

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    73/177

    360/No sectores

    2N

    opistas = Nosectores

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    0

    1

    01

    SH

    SA

    a

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    74/177

    A

    BC

    D

    E

    FG

    H

    I

    10

    11 01

    00

    01

    11 10

    00

    0110

    01

    10

    00

    1101 10

    00

    10

    10

    10

    10

    01

    01

    01

    01

    Entradas sobre las flechas de transicion: canal1/canal2Salida (en negrilla) bajo los estados: (UP counter,DOWN counter)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    75/177

    Escobilla

    Iman permanente

    Devanado

    Onda alterna Onda rectificada

    Varios devanados

    V resultante

    V resultante

    da

    da

    V = ddt

    = d(BS)dt

    = B dS0cos dt

    =BS0sin d

    dt =BS0 sin(t)

    BS0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    76/177

    n

    2n

    v=dx

    dt x

    t

    x t

    ets

    P(kT)

    v(k)

    k k+ 1

    T t

    T

    P

    k

    kT

    t

    T

    v(k)

    T

    a

    F = ma

    F = kx

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    77/177

    x

    k

    Resorte

    Encoder

    lineal

    Masa m k x

    m

    x es leida por el encoder

    k es la cte. del sistema equivalente de los dos resortes

    F = m a = k x a =

    (vista lateral)

    F

    Superficie inferior de material conductor

    Base de silicio

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    78/177

    Puntos focales

    Objeto

    8/10cm

    I

    d

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    79/177

    Int. emitida

    Int. reflejada

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    80/177

    1

    1

    2

    23

    3

    ObjetoObjeto

    Catadioptrico

    Sensor de corte de haz Sensor de retrorreflector

    A B

    Laser Lente cilindrica

    Cinta transportadora

    CamarasObjeto

    SA SB

    Laser

    Espejos moviles

    Colimador

    A

    B

    A

    B

    450

    200C

    TM

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    81/177

    Lamina de plastico con

    recubrimiento de oro

    0 10 30 50

    Rejilla protectora

    Lamina que actua

    como muelle

    Anillo de

    aislamiento

    Lamina de aluminio

    con orificios

    Condensador

    tierra

    300 Vfrec. de ultrasonidos)

    50 30 10 0

    022.5

    45

    67.5

    90 90

    67.5

    45

    22.5

    Respuesta en dB en funcion del angulo,

    normalizada a la respuesta para angulo 0

    TM

    C= S

    d

    S

    d

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    82/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    83/177

    Lamina de plasticoLamina de elastomero

    Electrodos

    Senal a la

    circuiteria de

    desacoplo

    Cavidad

    Tubo de aire

    comprimido Contactos

    Capa

    plastica

    Lamina

    metalica

    T

    Ia T =KTIa Ia

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    84/177

    R

    T =RF

    = F = KIa

    R

    0,9

    Ia

    Ia

    KT

    R= L

    S

    L

    S

    R

    L

    L

    Vs

    V

    Flexion

    Extension

    F = (Fx, Fy, Fz) M = (Mx, My, Mz)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    85/177

    x

    y

    z

    f

    f

    f

    6

    5

    7

    8

    2

    1

    3

    4

    y

    x

    z

    M

    M

    M

    z

    x

    y

    (w1, . . . , w8)

    FxFyFzMxMy

    Mz

    =

    0 0 K13 0 0 0 K17 0K21 0 0 0 K25 0 0 0

    0 K32 0 K34 0 K36 0 K380 0 0 K44 0 0 0 K480 K52 0 0 0 K56 0 0

    K61 0 K63 0 K65 0 K67 0

    w1w2w3w4w5w6

    w7w8

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    86/177

    C1 C2

    M

    Fd

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    87/177

    (b)

    (a)

    c

    C1 C2

    P R P

    P

    C1 C2 C1 C2

    P1 P1P2 P2

    Masa Masa

    Cilindro

    Piston

    Cilindro

    Piston

    Desp. izq. Desp. der.P1 < P2 P1 > P2

    P1

    P0 P0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    88/177

    F K

    A

    ++ K K

    K

    1

    A Vdt

    E

    E

    E i Q Q

    Servo

    amplif.

    Servovalvula

    Actuador Integrador

    Transductor

    de posicion

    Servo

    valvula

    Actuador

    Carga

    F

    K K

    F

    x,v

    d

    a s

    d

    pq

    c

    f

    esa q

    0

    fx

    E

    E

    i

    v x

    c

    f

    Servoamplif.+

    Transductor

    P2 A2

    P0 P1

    Af

    P0

    P2 A2

    P0 P1

    P0

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    89/177

    Compresor

    P P

    PP

    P

    1 2

    0

    0

    1

    e

    x

    Hacia el sistema

    a controlar

    Atmosfera

    A

    A

    2

    f

    Escobillas

    B

    B1

    B1 B

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    90/177

    Torque

    I

    Torque

    Vel()

    R

    L

    R

    E

    V

    Res. arm. Res. per. mag.

    Induc. arm.

    a

    a

    a

    L

    g

    +

    Ra La

    RL

    Eg Va

    RL

    Va(t) =RaIa(t) + LadIa(t)

    dt + Eg(t)

    Eg(t) =KE(t)

    T(t) =KTIa(t)

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    91/177

    JM

    I

    JL B

    Tf Tg

    T =J = J

    T(t) = (JM+ JL)(t) + B(t) + Tf(t) + Tg(t)

    Eg

    T

    (s)

    (t)

    JT =JM+JL

    Va(s) =RaIa(s) + LasIa(s) + KE(s)

    T(s) =KTIa(s) =JTs(s) + B(s) + Tf(s) + Tg(s)

    Ia(s) =Va(s) KE(s)

    Ra+ Las

    (s) =T(s) (Tf(s) + Tg(s))

    JTs + B

    V

    E

    K

    K

    T

    T + T

    1

    R + L s1

    J s+B

    E

    f g

    T

    + +

    VE I

    g

    a aT

    g a

    Tg = 0

    Tf = 0

    Va

    Gm(s) = (s)

    Va(s)=

    KT(Ra+Las)(JTs+B)

    1 + KEKT

    (Ra+Las)(JTs+B)

    =KTLaJT

    s2 + ( LaRa

    + BJT

    )s+ ( BRaLaJT

    + KTKELAJT

    )

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    92/177

    Gm(s) = (s)

    Va(s) Km

    1 + ms

    (t) = d(t)

    dt

    (s) =s(s)

    1,80

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    93/177

    Nr

    Ns

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    A

    B

    C

    D

    D

    C

    B

    A

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    94/177

    600

    rad/paso= (2

    Nr 2

    Ns) = 2

    Ns NrNsNr

    Ns Nr

    pasos/rev =

    2 rad/rev

    2 NsNrNsNr

    rad/paso =

    NsNr

    Ns Nrpasos/rev

    2 8686

    = 12

    = 150

    8686

    = 24

    . . . 1000 0100 0010 0001 1000 . . .

    3,60

    ABCDA

    AABBBCCCDDDA

    . . . 1000 1100 0100 0110 0010 0011 0001 1001 . . .

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    95/177

    S NS N

    Rotor

    Iman

    permanente

    A

    A

    BB B

    A

    B

    A

    S

    S

    SS

    SN N

    NN

    N

    Vista superior Vista inferior

    Vista lateral

    3 4

    S

    1 2

    N

    1 2

    N

    3 4

    S

    I = 0 I = +I1 2

    3 4

    S

    1 2

    N

    I = I I = 01 2

    1 2

    N

    3 4

    S

    I = +I I = 0

    I = 0 I = I

    1 2

    1 2

    Paso 1 Paso 2

    Paso 3 Paso 4

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    96/177

    Paso 0 Paso 1

    Paso 0 Paso 1

    sin(x+ ) = sin x cos + cos x sin cos(x+ ) = cos x cos sin x sin si+1=sic+ cisci+1=cic+ sis

    si+1

    ci+1=

    c s

    s c si

    ci

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    97/177

    Ic=IB

    M

    M

    C1

    C2

    Q

    Q Q

    Q Q

    Q

    V

    V

    V

    V

    1 2

    3 4

    1

    2

    CCCC

    CC

    Tipo H Tipo T

    I

    I

    1

    2

    i

    C1

    C2

    Q1 Q4

    I1 C1

    C2

    Q2 Q3

    I2

    IB

    Vi

    Wdis=VCEIC VCE

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    98/177

    IC VCE

    VCC IC IC I

    VCE

    T T

    T

    1 2

    Ideal Real

    T

    T1 T2

    T1 T2

    Vef= 1

    T

    T0

    V(t)dt= 1

    T

    T10

    (VCC)dt + TT1

    VCCdt

    =

    1

    T [VCCT1+ VCC(T T1)] = VCC

    T [T2 T1]

    T1 = T2

    T1 =T T2 = 0 T1 = 0 T2 =T

    TM

    TM

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    99/177

    T

    Tr

    r

    1

    2

    1

    22

    1

    r1 N1 r2

    N2 T1 T2

    1 2

    N1r1

    =N2

    r2

    N1 N2 N1/N2 N1 : N2

    r11 = r22

    T11 = T22

    N1N2

    = r1r2

    =21

    =T1T2

    =21

    =21

    J2

    2

    T2 = J22=T1N2N1

    T1=N1

    N2J22

    1 =

    N2N1

    2

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    100/177

    1

    T1 Jeq

    T1=Jeq1

    Jeq

    Jeq1=JeqN2N1

    2=N1N2

    J22

    Jeq =

    N1N2

    2J2

    J2 2< 1 T2> T1

    100 : 1

    n

    p

    np : 1

    Carga

    Rodamiento

    fijo (tope)

    Eje

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    101/177

    P

    P = 4

    L= 1/P

    x

    v

    a

    = P x

    =P v

    = P a

    1

    2Mv

    2

    =

    1

    2Jeq

    2

    =

    1

    2JeqP

    2

    v

    2

    Jeq =M/P

    2

    CargaCarga

    Carga

    Jeq =

    N1N2

    2J2

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    102/177

    N1N2

    =

    J1J2

    Jeq =J1

    J22

    J2=J1

    =P ot. suministrada

    P ot. consumida =

    T rab. suministrado

    T rab. realizado

    T

    =Tsal(real) s

    Tent e =Tsal(real) N1N2

    Tent=

    Tsal(real)

    Tent rel acoplo

    100%

    20 %

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    103/177

    = error en el angulo

    = angulo girado

    di ai i

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    104/177

    Desp. desde

    la izquierda

    Desp. desde

    la derecha

    Res. en la posicionRes. en control

    Puntos consecutivos

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    105/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    106/177

    A

    Gamp(s) = A

    1 + as

    Gm(s) = Km1 + ms

    Kg

    Kp

    1s

    V =

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    107/177

    (t)

    K

    K

    A K1 + s 1 + s

    1s

    + +

    d

    a m

    g

    p

    m

    (t)

    (s) (s)

    Kg = 0

    G(s) = AKms(1 + sm)(1 + sa)

    H = Kp

    1 + GH= 0 = 1 + Ks(1 + sm)(1 + sa)

    = 0

    K = AKmKp

    s= 0

    s=

    1/m s=

    1/a

    a m

    | 1a|>| 1

    m|

    0

    3

    3

    = a+m3am

    a

    m

    1 1

    Kg = 0

    a m K

    A

    Kp

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    108/177

    K

    K

    A

    Kp Km

    Kp A

    Kg

    K

    A K1 + s 1 + s

    1s

    +

    d

    a m

    g

    p

    m

    ++

    K

    s

    K gK

    A K1 + s 1 + s

    1s

    +

    d

    a m

    p

    m

    + s

    equivalente a

    1 + GH= 0 = 1 + AKm (Kp+ Kgs)s(1 + sm)(1 + sa)

    GH

    s =KpKg

    2

    = 12

    (KpKg 1

    m 1

    g)

    Kp

    Kg

    Kp Kg

    KpKg

    > 1m

    0

    1

    m

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    109/177

    a

    1m

    1 K

    Kg

    p

    m

    1K

    Kg

    p

    a

    1

    Kg= 0

    1/a

    A

    Gin(s) =AKm1+sm

    1 + KgAKm1+sm

    = AKmms + AKgKm+ 1

    G(s) =

    AKmms+AKgKm+1

    1s

    1 + AKmms+AKgKm+1

    1s

    Kp=

    1

    Kp

    AKmKpm

    s2 + AKgKm+1m

    s + AKpKmm

    = 1

    Kp

    2ns2 + 2ns+ 2n

    n =

    AKmKpm

    =12

    1 + AKmKgmAKpKm

    Kp Kg

    Kg

    Kp

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    110/177

    +

    K

    1 + s

    m

    K

    R + L s

    1

    B + J s

    K

    T

    a a T

    E

    T + Tf gr

    ++

    sin suponer

    T + T =0

    f gr

    m

    K g

    +

    1s

    K

    A1 + s

    + +

    d

    a

    p

    K

    R + L s

    1

    B + J s

    K

    T

    a a T

    E

    T + Tf gr

    ++ (t)(t)

    (s)

    (s)

    (s) =1s

    (s)

    (s) = L{(t)}

    (s) = L{(t)} = L

    d(t)dt

    (s) = 1

    B+ JTs

    KT

    Ra+ sLa

    KE(s) + A

    sa+ 1(Kg(s) Kp(s) + d(s))

    (Tf(s) + Tgr(s))

    (s) =Geq(s)

    d(s)[Tf(s) + Tgr(s)] (sa+ 1)(Ra+ sLa)

    AKT

    Geq(s) = AKT

    s(sa+ 1) [KEKT+ (sJT+ B)(Ra+ sLa)] + AKT(sKg+ Kp)

    Tf+Tgr d

    d0

    (s) =Geq(s) d0s

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    111/177

    lmt

    (t) = lms0

    s(s) = lms0

    sGeq(s)d0s

    = AKTAKTKp

    d0=d0Kp

    Kp Kp

    d

    TL(s) = Tf(s) +Tgr(s)

    TL(s) =TL0/s

    lmt

    (t) = lms0

    s(s) = lms0

    sGeq(s)(TL0)(1 + sa)(Ra+ sLa)

    AKT

    s =

    RaTL0AK

    TK

    p

    Kp

    A

    Kp

    Kg

    K g

    +

    1s

    +A

    1 + s+

    d

    a

    K

    R + L s

    1

    B + J s

    K

    T

    a a T

    E

    T + Tf gr

    ++

    K

    K s

    Ks

    +++

    p

    d

    I

    Kp

    Kp

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    112/177

    Kp1

    Kp2

    Kp3

    Kd2

    Kd3

    Kp1

    Kp2

    Kp3

    K d1K

    d1K

    d2 K

    d3

    (a)

    PPD

    PI PID

    < < > >

    (b)

    (c) (d)

    d

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    113/177

    Amp.D/APos. des.

    (digital) Proces. Motor Tac. Enc Carga

    (kT)

    Pos. des.

    (digital) Proces. D/A

    A/D

    Amp. Motor Tac. Enc CargaSenal

    control

    (kT)

    (kT)

    +Vel.

    dig.

    (kT)

    T

    T

    Senal

    analogica

    Valor digital

    obtenido

    Aprox. digital

    correcta

    Ampliacion

    T

    Kg

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    114/177

    Kg

    Kg

    Kp Kg

    Kp

    KI

    Kd

    +Pos.

    des.

    errorControlador Motor en

    una artic.

    Modulo de

    adaptacionpar.

    Pos. presente

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    115/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    116/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    117/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    118/177

    T

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    119/177

  • 6/2/2018 apuntes de rob tica - universitat de valencia

    120/177

    Programa

    a nivel robot

    Usuario

    Sistema op.

    de tiempo real

    Sistema op.

    multitarea

    Herramientas

    de medicion

    y test

    Instrumentos

    de medida

    Controladores

    de articulacion

    Modelador

    de solidos

    Base de datos

    CAD

    geometrico

    Modelador

    Proceso

    Control

    del robot

    Definicion

    de la tarea

    (offline)

    (online)

    Herramientas

    de programacion a nivel tareaVisualizacion

    Modelado

    geom. de la tarea

    Modelos

    cinematico y

    dinamico

    Sensores

    internosexternos

    internaexterna

    Programa

    RobotObjetos

    a manipular

    Actuadores

    Simulacion

    Sensorizacion

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    121/177

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    125/177

    Mundo

    y

    z

    x

    bloque

    taladrobloque

    D B

    A

    C

    z

    x

    x

    yz

    alimentador

    a

    o

    n

    y

    cabeza_tornillo

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    126/177

    >

    900

    Z

    Z

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    127/177

    X

    Y

    Z

    Z

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    128/177

    75 mm

    1

    2

    3

    4

    Origen del

    robot (0,0,0)

    Punto de deposit

    Origen del plano xy

    (0,0,448)

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    Modelo

    del mundoPlanificacion de las subtareas

    Programa a nivel robot

    Conocimiento

    externo

    Especificaciones de la tarea

    Descripcion

    de la tarea

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    r

    H

    r

    x= y = 0

    z

    z= 0

    z= H