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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 profesor

TALLER: TIPOS DE MOVIMIENTO Y GRADOS DE LIBERTAD

Área: Física, Tecnología, Biología, Deportes.

Tema: Tipos de movimiento y grados de libertad

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.

Duración de la actividad: 1 hora y 30 minutos

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.

Descripción de la actividad

Esta actividad consta de 5 partes que permiten comprender el significado de grados de

libertad, asociados a robótica y a biología. Los estudiantes deben consultar la bibliografía para

responder las preguntas previas de la guía del estudiante y en la clase desarrollarán la parte

práctica basada en la observación de un brazo hidráulico y un robot móvil.

Los estudiantes deben utilizar un brazo hidráulico (construido en el taller 14) para identificar

sus grados de libertad. Adicionalmente, a partir de los esquemas de las figuras 2 y 3 que se

muestran en la guía del estudiante, deben dibujar los grados de libertad de un brazo hidráulico

y de varias configuraciones de un robot manipulador. De la misma manera, este concepto se

puede observar en el brazo de una persona. Finalmente, de un robot móvil también se pueden

definir sus grados de libertad y por tanto, el estudiante deberá observar el funcionamiento de

un carro (robot controlado por radiocontrol) para responder las preguntas correspondientes

de la Guía del estudiante.

Materiales

Un brazo robótico con jeringas

Un carro controlado por radio control

Procedimiento:

Organización del taller

1. Para el desarrollo de la actividad práctica se requiere de un brazo hidráulico construido

con jeringas (construido para el taller 14). Si no lo tiene, puede consultar su

construcción en las siguientes páginas de internet

http://www.pablomarcodelpont.com.ar/blog/?p=3

http://trabajofisica.galeon.com/pagina7.html

2. Debe disponer de un robot móvil que pueda ser controlado por radiocontrol, si no

dispone de uno, puede construirlo con un kit de robótica ó simplemente trabajar con

un carro de juguete con radiocontrol que muchos de sus estudiantes pueden tener en

sus casas.

3. Haga entrega a los estudiantes de la guía del estudiante

4. Solicite al estudiante con anterioridad contestar individualmente las preguntas previas

que se encuentra en la guía del estudiante.

5. Prepare el tema de clase: Resuelva las preguntas previas de la guía del estudiante.

Desarrollo de la actividad

Resuelva las preguntas previas y aclare las dudas de los estudiantes antes del desarrollo de la

actividad.

En la guía del estudiante se encuentra detallado el procedimiento que debe seguir para el

desarrollo del taller.

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