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Elaborado por: Grupo de Investigación Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción- SIRP- Pontificia Universidad Javeriana-Bogotá, 2010.

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Guía del estudiante

TALLER: TIPOS DE MOVIMIENTO Y GRADOS DE LIBERTAD

Área: Física, Tecnología, Biología, Deportes.

Tema: TIPOS DE MOVIMIENTO Y GRADOS DE LIBERTAD

Conceptos relacionados: Tipos de movimiento, grados de libertad,

velocidad, aceleración, articulaciones, robots manipuladores

industriales.

Objetivos: Comprender los conceptos de tipos de movimiento y grados de libertad en robótica

Definir los conceptos asociados a los grados de libertad, tales como: articulaciones,

posición, velocidad, aceleración

Describir el funcionamiento de los manipuladores industriales

Asociar los conceptos de la robótica con otras áreas como la física, la biología y los

deportes.

Introducción

Un manipulador industrial es un dispositivo mecánico con articulaciones que puede manipular

objetos. Además, un manipulador industrial se puede reprogramar para cumplir distintas

funciones o tareas. Los brazos robóticos pueden mover materiales, piezas, herramientas, o

dispositivos especiales, con trayectorias variables, que se programan. Se utilizan robots

manipuladores industriales en la fabricación de distintos productos, tales como alimentos,

bebidas y también son usados en el ensamble de automóviles. De acuerdo a los movimientos

que pueden realizar estos dispositivos debido al número de articulaciones y a su construcción,

se definen los grados de libertad.

Este concepto viene de la mecánica y también se puede observar en las extremidades de una

persona e incluso en un vehículo.

En este taller se definen y se analizan los casos en que se pueden observar los grados de

libertad.

Preguntas previas (Consulte la bibliografía):

Responda las siguientes preguntas:

a) ¿Qué es velocidad? b) ¿Qué es aceleración? c) ¿Qué es posición? d) ¿Qué es el movimiento? e) ¿Qué es movimiento lineal? f) ¿Qué es movimiento de rotación? g) Describa las peculiaridades del movimiento lineal y rotacional en

cuanto a las velocidades y aceleraciones. h) ¿Qué son grados de libertad? i) ¿Describa brevemente que es un robot manipulador industrial? j) ¿Cuáles son las configuraciones básicas de los robots manipuladores

industriales?

Materiales:

Un brazo robótico con jeringas

Un carro controlado por radio control

Procedimiento:

Tome el brazo robótico con jeringas y comience a ver su funcionamiento

En la figura 2 marque los grados de libertad, con la dirección de los movimientos

correspondientes

1a 1b

2a 3a 2b

3b

Figura 1 brazo robótico con jeringas

Figura 2 Grados de libertad de un brazo robótico

Cuántos grados de libertad tiene el manipulador robótico y a qué movimiento corresponde

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¿A Cuál configuración de robots manipuladores corresponden los esquemas que se muestran

en la figura 3? Justifique.

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Ahora ¿Cuántos grados de libertad tiene su hombro y a cuáles movimientos corresponden?

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(a) (b) (c)

Figura 3. Diferentes configuraciones de robots manipuladores industriales [4]

¿Cuántos grados de libertad tiene tu codo y a qué movimientos corresponden?

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¿Cuántos grados de libertad tiene tu muñeca y a qué movimientos corresponden?

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De acuerdo a lo anterior ¿Cuántos grados de libertad tiene el miembro superior humano?

Dibújalos en la figura 4.

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Figura 4 miembro superior tomada de http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/delavida/20070417klpcnavid_1

61.Ees.SCO.png

Ahora toma el carro controlado por radio control y analiza sus movimientos. Contesta las

siguientes preguntas

¿Cuántos grados de libertad posee un carro y a qué movimientos corresponden? Dibújalos en

la figura 5.

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Figura 5 carro tomada de

http://1.bp.blogspot.com/_QpF9zzNmOrA/SPBMPUmZsEI/AAAAAAAAASU/UC9NJ6UeaCY/s320/11-01-07+a4wd01.jpg

Bibliografía

[1] Introducción a la Robótica. [Documento PDF].

http://robotica.li2.uchile.cl/EL63G/capitulo1.pdf 19 pp. Consultada: 19/09/10

[2] Aguado X. Eficacia y técnica deportiva. Editorial Inde. 115pp y 130pp. 1993.

http://books.google.com.co/books?id=73_kpbSBoM0C&pg=PA114&dq=grados+de+lib

ertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=dB-

WTI6HNIH6lwe0gsmrCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CEAQ6AE

wBTgK#v=onepage&q&f=false

[3] Somolinos J. Avances en robótica y visión por computador. Edicion Universidad de

Castilla – La Mancha. España. 83pp. 2002. http://books.google.com.co/books?id=V-

eXwzEIngQC&pg=PA84&dq=grados+de+libertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=Px-

WTNXdMYWKlwfJ4ISXDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6A

EwAA#v=onepage&q&f=false

[4] Ollero A. Robótica: manipuladores y robots móviles. Editorial Marcombo. España.

18pp.http://books.google.com.co/books?id=TtMfuy6FNCcC&pg=PA16&dq=grados+de

+libertad+robots+tipos+de+movimiento&hl=es&ei=EheWTLTyAsKAlAftnOikCg&sa=X&o

i=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CD0Q6AEwBA#v=onepage&q=grados%20d

e%20libertad&f=false

[5] Estructura de un robot industrial. [página de internet].

http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/morfologia.htm.

Consultada:19/09/10