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  • Modelo y Anlisis Cinemtica de un

    Robot

    de 6 Grados de Libertad

    Profesor: Dr. Jesus Patricio Ordz Oliver

    Alumnos

    Miguel Angel Camargo Blancas

    Marco Jasiel Percastre Mndez

    Universidad Politcnica de Pachuca

    Departamento de Ingeniera Mecatrnica

    Asignatura : Cinemtica de Robots

  • Introduccin

    La robtica es un campo relativamente joven de la tecnologa moderna y

    experimento entre las dcadas de los setenta y ochenta un notable auge, llegando

    a los noventas a los que muchos han considerado su mayora de edad

    caracterizada por la estabilizacin de la demanda , aceptacin y reconocimiento

    pleno en la industria.

    El trmino robot fue introducido por primera vez en nuestro vocabulario por el

    dramaturgo checo KarelCapek, la palabra robota es la palabra checa para trabajo.

    Desde entonces, el trmino se ha aplicado a una gran variedad de dispositivos

    mecnicos, tales como los teleoperadores , vehculos submarinos, etc.

    Prcticamente cualquier cosa que funciona con algunos grado de autonoma , por

    lo general bajo control del ordenador , ha sido en algn momento llamado un robot

    .

    En el siguiente documento se emplearon los fundamentos de la robtica obtenidos

    en curso de Cinemtica de Robots impartido por el Dr. Jess patricio Ordaz Oliver,

    incluyendo la cinemtica de posicin, velocidades y aceleraciones directas he

    inversas de un robot de seis grados de libertad (6 Dof), tipo PRRRRR, con una

    mueca esfrica como efector final. El objetivo de este trabajo es proporcionar el

    anlisis cinemtico del robot, as como el desarrollo de diferentes mtodos para la

    obtencin de parmetros tales como posicin, velocidad, aceleracin del robot.

  • Descripcin del brazo del robot

    A continuacin se describir el siguiente Robot en el cual se llevaran a cabo los

    anlisis de las distintas cinemticas as como el modelado. A lo largo del

    documento se explicaron conceptos clave para comprender los distintos anlisis y

    estudios a los cuales que ser sometido el Robot.

    Definicin de Robot Manipulador

    Un robot manipulador es un dispositivo electromecnico reconfigurable y

    reprogramable diseado para realizar una tarea como mover piezas, pintar o

    soldar mediante la programacin de una tarea asignada.

    Eslabones y Articulaciones

    Mecnicamente los robots esta formados por conjuntos eslabones, los cuales son

    elementos mecnicos los cuales pueden ser de dos tipos los cuales son rotacional

    denotado por una letra R o prismtico representado por una letra P.

    Las articulaciones permiten el movimiento relativo entre dos eslabones

    consecutivos, en el figura 1.1 se muestras los tipos de movimientos de las

    articulaciones.

    Figura 1.1 Tipos de articulacin simbologa en 2D y 3D

    Efector Final

    Es la parte ultima del extremo del brazo robot, por lo general es una herramienta

    ya sea una pistola de pintura, taladro, pinza, o cabeza de soldadura. Esta es la

    encargada de realizar la tarea asignada.

  • Coordenadas Generalizadas

    Las coordenadas generalizadas representan un punto nico dentro de un espacio

    (cartesiano, polar, esfrico) y se define como la n-upla de puntos nicos3

    1 2:{q ,q ,...q }Xnq

    Figura 1.2 A) Representacin de un nico punto en el espacio cartesiano 2D

    B) La representacin de un punto en un espacio 3D

    Grados de Libertad o DoF (DeF del ingles Degree of Freedom)

    El moviente relativo permitido entre la articulacin y el eslabn se denomina

    grados de libertad. Un grado de libertad es definido como el numero de

    coordenadas generalizadas menos el numero de restricciones. Se muestran en la

    Figura 1.3 los grados de libertad de las articulaciones ms comunes de un robot.

    Figura 1.3 Grados de libertad de las articulaciones ms usadas en los robots

  • Estructura de un Robot

    Un robot en general cuenta con cinco subsistemas por los cuales est constituido.

    Figura 1.4

    Subsistema Mecnico: eslabones, articulaciones, actuadores, etc.

    Subsistema Elctrico: fuente de alimentacin, tarjeta de adquisicin de datos,

    etapa de potencia, etc.

    Subsistema Percepcin: sensores (pticos, numricos, resistivos, mecnicos,

    etc.), cmaras, etc.

    Subsistema de control: cinemtica, dinmica, acciones de control (matemticas

    del robot).

    Subsistema comunicacin: Lenguaje de programacin.

    Figura 1.5 Morfologa de un Robot

    Espacio de trabajo o Work Space (WS)

    El espacio de trabajo de un robot manipulador es volumen total por donde podra

    posicionarse y moverse el efector final del robot. Como ejemplo se muestra el WS

    de un robot esfrico RRP Figura 1.6

  • Figura 1.6 Espacio de Trabajo de un Robot esfrico

    Una vez consientes de los conceptos clave de la morfologa de un robot se podr

    continuar con el estudio del robot que a continuacin se describe en la figura X .

    Brazo Robot PRRRRR (Prismtico, Rotacional, Rotacional, Rotacional, Rotacional,

    Rotacional) el Brazo Robot cuenta con una mueca esfrica encargada de orientar

    al efector final del robot que por lo general es una herramienta.

    Figura 1.7 Diagrama del Robot completo con la mueca esfrica

    Es de tipo Esfrico ya que sus movimiento y su Espacio de Trabajo (WS) es

    representado por reas esfricas. Con las diferentes vistas podremos ver el

    espacio del trabajo del robot (Figura 1.7)

  • Figura 1.7 Vistas del WS del Robot PRR con mueca esfrica

    El movimiento del robot est limitado por el numero de grados de libertad como se define

    anteriormente los grados de libertad representan el movimiento relativo entre dos

    eslabones y se define como DoF= Nmero de coordenas generalizadas - Nmero de

    restricciones. Se muestra el numero de coordenada Generalizadas en la Figura 1.8

    Figura 1.8 19 Coordenadas generalizadas y 12 restricciones, encontramos un Robot de 6 Grados de libertad

  • Singularidad en el Robot

    Una singularidad es cuando el jacobiano de la posicin es nulo es decir que se

    indeterminada. El punto mximo del WS es cuando q3 alcanza los lmites del WS es este

    caso cada mltiplo de / 2pi indeterminada al robot ya que el jacobiano se hace nulo

    con estos valores.

    2 2det(Jq) 2 * ( 3) * ( 2)l cos q sin q

    Anlisis Cinemtica del Robot PRR con mueca esfrica

    Cinemtica de un Robot Manipulador

    La cinemtica del robot estudia el movimiento del mismo respecto a un sistema de

    referencia. As la cinemtica se interesa por la descripcin analtica del movimiento

    espacial del robot as las relaciones que existen entre la posicin y la orientacin del

    extremo final del robot con los valores que toman sus coordenadas articulares.

    Cinemtica directa

    Consiste en determinar cul es la posicin y orientacin del extremo del robot final, con

    respecto a un sistema de coordenadas que se toma como referencia, conocidos como

    valores articulares.

    Cinemtica inversa

    Resuelve la configuracin que debe adoptar el robot para una posicin y orientacin del

    extremo conocidas.

  • Desacople cinemtico

    Desacoplo cinemtico: El mtodo geomtrico es de gran utilidad para la obtencin de las

    tres primeras variables articulares del robot, pero al tener un nmero mayor de variables

    articulares se vuelve ms complejo, es por ello que se utiliza el desacoplo cinemtica que

    consta de seccionar el robot que a partir de relaciones en las transformaciones se puedan

    obtener todas aquellas variables articulares que son desconocidas

    El Desacople cinemtica permite separar al Robot de 6 DoF (PRRRRR) en dos robots,

    esto permite que determinar la cinemtica de cada uno sea ms sencillo ya que se tiene

    dos robots de 3 DoF uno de tipo PRR y la mueca esfrica del tipo RRR. Figura 2.1

    Mtodo Geomtrico para cinemtica directa

    Este mtodo se basa en encontrar suficiente

    nmero de relaciones geomtricas para

    hallar la posicin o efector final del robot con

    ayuda de coordenadas articulares y

    dimensiones fsicas de cada articulacin.

    Este mtodo es muy til para robots de

    menos de tres grados de libertad ya que con

    cada grado de libertad ms que contenga el

    robot las relaciones geomtricas se hacen

    ms complejas. Figura 2.2 y por la Ecuacin

    de posicin 1.1

    Figura 2.1 Desacople las 3 primeras articulaciones y la mueca esfrica

  • 2 2 3

    1 2 2 3

    1 1 2 3

    cos(q ) l cos(q )

    (x, y, z) sin(q ) l cos(q )

    sin(q )

    q

    d l l

    Ecuacin 1.1

    Figura 2.2 Primeras tres articulaciones del Robot obtenidas por mtodo geomtrico

    Mtodo de Denavit y Hartenberg:

    Es un mtodo sistemtico para describir

    y representar la geometra espacial de

    un robot con respecto a un sistema de

    referencia fijo. Se basa en una matriz

    de trasformacin homognea que

    describe la relacin espacial entre dos

    elemento rgidos adyacentes, con esto reduce el problema de cinemtica directa a solo

    encontrar una matriz de transformacin homognea que relacione la localizacin espacial

    del efector final en base al sistema de coordenadas de su base. En general el mtodo D-H

    es muy empleado para obtener la cinemtica directa de robots manipuladores, adems

    una caracterstica muy importante, es que se pueden anexar los parmetros de otro robot

    y as obtener la cinemtica directa de la unin de dos robots. En este caso es de muy

    importante ya que como se menciono anteriormente el robot se desacoplo en 2 robots

    para una fcil obtencin de sus cinemticas.

  • Para obtener los cuatro parmetros de D-H , , ,i i i ia d solo dependen de las

    caractersticas geomtricas de cada eslabn y de las articulacin inmediatas la anterior y

    la siguiente.

    1a Es a la distancia a lo largo del eje Xi que va desde la interseccin del eje Zi-1 con el

    eje Xi hasta el origen del sistema i-esimo, en el caso de articulaciones giratorias. En el

    caso de articulaciones prismticas, se calcula como la distancia ms corta entre los ejes

    Zi-1 y Zi.

    i Es el ngulo de separacin del eje Zi-1 y el eje Zi, medido en un plano perpendicular al

    eje Xi, utilizando la regla de la mano derecha.

    1d Es la distancia a lo largo del eje Zi-1 desde el origen del sistema de coordenadas (i-1)-

    esimo hasta la interseccin del eje Zi-1 con el eje Xi. Se trata de un parmetro variable en

    articulaciones prismticas.

    i Es el ngulo que se forma entre Xi-1 y Xi medido en un plano perpendicular al eje Zi-1,

    utilizando la regla de la mano derecha. Se trata de un parmetro variable en articulaciones

    giratorias.

    Matriz general de trasformacin homognea de los parmetros de D-H

    10

    0 0 0 1

    i i i i i i i

    i i i i i i

    i

    i

    c s c s s a c

    s c c c s a sA

    s c i d

    Matriz de transformacin homognea (T) se define como una matriz de 4x4 que

    representa la transformacin de un vector de coordenadas homogneas de un sistema de

    coordenadas a otro.

    3 3 3 1

    1 3 1 1

    x x

    x x

    R p Rotacin Posicin

    T

    f w Prespectiva Escala

  • Nota: en robtica se emplea la siguiente notacin Sin(q1+q2) se representa S12 al igual

    que Cos(q1+q2) C12 si se estuviera multiplicando Sinq1*Sinq2 S1S2.

    Parmetros D-H del Robot

    1

    *

    1

    *

    1 2

    *

    2 3

    1 0 02

    2 0 02

    3 02

    4 0 0

    i i i i il a d

    pid

    piq

    pil

    l

    Matrices de trasformacin de los parmetros de D-H

    1 2

    1 1

    1 0 0 0 1 0 0 0

    0 0 1 0 0 0 1 0

    0 1 0 0 1 0

    0 0 0 1 0 0 0 1

    T Td q

    2 2 3 3 2 3

    2 2 3 3 2 3

    3 4

    1

    cos( ) 0 sin( ) 0 cos( ) sin( ) 0 cos(q )

    sin( ) 0 cos( ) 0 sin( ) cos( ) 0 sin(q )

    0 1 0 0 0 1 0

    0 0 0 1 0 0 0 1

    q q q q l

    q q q q lT T

    l

    Figura 2.3 Robot PRR sus nuevos sistema de referencias

  • Matriz de trasformacin final, la ltima columna representa la posicin la cual es la misma

    que se obtuvo por mtodo geomtrico (Ecuacin 1.1) por lo que se corrobora que es

    correcta.

    2

    cos(q2)*cos(q3) -cos(q2)*sin(q3) sin(q2) l2*cos(q2)*cos(q3)

    cos(q3)*sin(q2) -cos(q2)*sin(q3) cos( ) q1 + l2*cos(q3)*sin(q2)

    sin(q3) cos(q3) 0 d1 + l1 + l2*sin(q3)

    0 0 0 1

    t

    qT

    Mueca esfrica

    La mueca esfrica es la encargada de determinar la posicin y del efector final o del la

    herramienta, en este caso en especifico por cuestiones prcticas se determino que la

    mueca esfrica tendra distancias cero por lo que nicamente orientara a la herramienta.

    Parmetros DH de la mueca

    *

    4

    *

    5

    *

    6

    1 0 02

    2 0 02

    3 0 0 0

    i i i i il a d

    pi

    pi

    4* 5* 6 6 7

    cos(q4) 0 -sin(q4) 0 cos(q5) 0 sin(q5) 0 cos(q6) -sin(q6) 0 0

    sin(q4) 0 cos(q4) 0 sin(q5) 0 -cos(q5) 0 sin(q6) cos(q6) 0 0

    0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0

    0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1

    t t tT T T

    4,5,6

    s4s6 + c4c5c6 c6s4 - c4c5s6 c4s5 0

    c5c6s4 - c4s6 - c4c6- c5s4s6 s4s5 0

    -c6*s5 s5*s6 c5 0

    0 0 0 1

    tT

  • Cinemtica de todo el robot

    Como la esfera se le dio valores de ceros en sus distancias estas no afectan a la posicin

    del robot pero sin en su orientacin. La cinemtica directa de todo el robot se da

    anexando las 2 tablas de parmetros de D-H colocando a la mueca esfrica como el

    efector final del primer robot PRR.

    La cinemtica final de todo el Robot queda de la siguiente manera agregando la mueca

    esfrica con distancias ceros. Ecuacin 1.2

    2 2 3

    1 2 2 3

    1 1 2 3

    cos(q ) l cos(q )

    (x, y, z) sin(q ) l cos(q )

    sin(q )

    q

    d l l

    Ecuacin 1.2

    Cinemtica inversa

    Para obtener los valores que necesitan tomar los eslabones y articulaciones es necesario

    obtener la cinemtica inversa de posicin, existen mtodos para obtener la cinemtica

    inversa de posicin.

    Mtodo geomtrico

    Matrices homogneas

    Desacople cinemtica

    Cuaterniones

    En este caso como se menciona al principio se emplea el desacople mecnico para sacar

    los tres primeros valores de cada eslabn, seccionando al robot de 6 grados de libertad

    en uno de 3 DoF y su efector final que ser la mueca esfrica de 3 Dof.

  • Mediante el mtodo geomtrico

    Se pueden obtener los 3 primeros valores de 1 2 3, ,nq q q q mediante relaciones

    geomtricas ya que la complejidad del los primeros tres eslabones del robot es

    relativamente sencilla y es posible obtener estos valores por medio de este mtodo. Con

    ayuda de las siguientes relaciones trigonomtricas se pudieron obtener las inversas de

    posicin .

    2

    3

    2

    x=(Pz-d1-l1)

    ( 2 ) (( 1 1

    tan 2(x,r)

    )r

    q i

    l Pz

    a

    d

    nv

    l

    2 2

    2 tan 2(s

    ( ( )

    ,P )

    )

    x

    s

    q i

    r Px

    nv a

    1q inv Py s

    Figura 2.4 Relaciones trigonomtricas utilizadas para calcular las inversas de posicin

  • Cinemtica inversa de mueca esfrica

    Dado el desacoplo cinemtica que se realiz con el robot obtendremos la cinemtica

    inversa de la mueca esfrica a travs de sus rotaciones ngulos de Euler, y se tiene la

    rotacin general como:

    11 12 13

    21 22 23

    31 32 33

    C C S C C S S S S C S C R R R

    R S C C C S S S C S S S C R R R

    S C S C C R R R

    De la matriz anterior se pueden obtener las siguientes relaciones.

    3211 32

    3321 33

    31

    2 2 2

    2 231

    R

    R

    1

    1 C 1

    RR C C C S S

    C

    RR S C C C C

    C

    R S

    S C S C

    C S R

    Despejando las relaciones para obtener las variables desconocidas , , se muestra

    que:

    31

    231

    231 31

    32 32

    33 33

    32

    33

    sintan =

    cos 1

    arctan / 1

    / Csintan = =

    cos / C

    arctan

    R

    R

    R R

    R R

    R R

    R

    R

    11

    21

    21

    11

    21

    11

    /

    /

    tan

    =arctan

    C R C

    S R C

    R

    R

    R

    R

  • Cinemtica directa de velocidad

    La relacin entre las velocidades de las coordenadas articulares y las de la posicin y

    orientacin del robot se les denomina matriz jacobina . La matriz jacobina directa permite

    conocer las velocidades del extremo del robot a partir de los valores de las velocidades de

    cada articulacin, y la matriz jacobina inversa permite conocer las velocidades articulares

    necesarias para obtener unas velocidades determinadas en el extremo del robot .

    Posicin

    2 2 3

    1 2 2 3

    1 1 2 3

    cos(q ) l cos(q )

    (x, y, z) sin(q ) l cos(q )

    sin(q )

    q

    d l l

    Jacobino

    2 2 3 2 2 3

    2 2 3 2 2 3

    2 3

    0 sin(q )*l *cos(q ) cos(q )*l *sin(q )

    (x, y, z) 1 cos(q )*l *cos(q ) -sin(q )*l *sin(q )

    0 0 l *cos(q )

    Jq

    La cinemtica de velocidad est dada por:

    12 2 3 2 2 3

    2 2 3 2 2 3 2

    2 3 3

    0 sin(q )*l *cos(q ) cos(q )*l *sin(q )

    (x, y, z) 1 cos(q )*l *cos(q ) -sin(q )*l *sin(q )

    0 0 l *cos(q )

    q

    Jq q

    q

  • Cinemtica inversa de velocidad

    Se define como:

    1*V

    n qq J xyz

    2 2 3 2 2 3 3

    2

    2

    2 2cos(q2)1

    sin(q2)0 cos(q )sin(q ) cos(q )sin(q )

    1q 0 *

    l2*cos(q3

    ( 3)* ( 2) ( 3)* ( 2)

    ( 3)* ( 2)

    ( 2)* ( 3)

    2* ( 3))*sin(q2)

    10 0

    l2*cos(q )

    * ( 2)

    3

    n

    sin q cos q sin q sin q

    cos q sin q

    cos q sin q

    l cos q s

    l q l q

    qin q

    1 2 3 2 3 2 2 2 3

    2 3 3

    sin(q )sin(q ) l q cos(q )sin(q )

    0 0 l q cos(q )

    l q

    2 21 ( 2( 2 2 3 2 2 3 2) 3)) / 2 2 3 2 3 ( 2 3 ( 3 2 3 2 )) / 2 2

    (l2q2c3s2 + l2q3c2s3)/(l2c3)s2) - (q3c2s3)/(c3s2)

    q3

    2 2 3

    n

    q c l q c s l q c s

    q

    s l q s s l q p s c s s s l q c c

    Cinemtica de Aceleracin

    Se define como:

    Se pude ver el cdigo de la comprobacin numrica en la seccin de Anexos, Anexo 3.

    = J J *q q nd da V xyz q xyz qdt dt

  • 10 l2*sin(q2)*sin(q3) - l2*cos(q2)*cos(q3) l2*sin(q2)*sin(q3) - l2*cos(q2)*cos(q3)

    0 - l2*cos(q2)*sin(q3) - l2*cos(q3)*sin(q2) - l2*cos(q2)*sin(q3) - l2*cos(q3)*sin(q2) *

    0 0 -l2*sin(q3)

    q

    a

    2

    3

    12 2 3 2 2 3

    2 2 3 2 2 3 2

    2 3 3

    0 sin(q )*l *cos(q ) cos(q )*l *sin(q )

    1 cos(q )*l *cos(q ) -sin(q )*l *sin(q )

    0 0 l *cos(q )

    q

    q

    q

    q

    q

    - q2*(l2*c2*c3 - l2*s2s3) - q3*(l2*c2c3 - l2*s2s3) - l2*q2*c3s2 - l2*q3*c2s3)

    q1 - q2*(l2*c2s3 + l2*c3q2) - q3*(l2*c2s3 + l2*c3s2) - l2*q3*s2s3 + l2*q2*c2c3)

    l2*(q3*c3 - q3*s3)

    a

    Cinemtica de aceleracin inversa

    1 J q nd

    a J qn dt

    q

    2 2

    3

    1 ( 2*( 2* 2* 3 2 2* 3* 2* 3)) / 2 2* 3* 2 3 ( 2* 3*( 3 2 3)* 2 )) / 2 2

    (l2*q2*c3s2) + l2*q3*c2s3)/(l2*c3*s2) - (q3*c2*s3)/(c3*

    * 2* 3

    2)

    2

    sn

    q c l q c s l q c s s l q s s l q s c s s s l q c

    q

    q

    c

    Simulacin en Matlab del Robot

    Matlab ofrece la Toolbox de robtica con la cual se pude obtener una simulacin de los

    movimiento que puede hacer el robot, as como asignar valores y verificar si es correcto el

    anlisis cinemtico.

    Simplemente se debern de introducir los parmetros de D-H que anteriormente se

    obtuvieron. en la Figura 2.5 se pude observar el modelo de nuestro robot. El cdigo de la

    simulacin se pude ver como el anexo 5 al final del documento.

  • Figura 2.5 Simulacin del Robot en Matlab con ayuda de la Toolbox de robtica

    Anexos y resultados

    1 Trasformacin total por medio de Parmetros D-H para la obtencin de la cinemtica

    directa

    clear all; close all; clc;

    syms d1 q1 q2 q3 l1 l2 q4 q5 q6 d2; t1=[1,0,0,0;0,0,1,0;0,-1,0,d1;0,0,0,1] t2=[1,0,0,0; 0,0,-1,0;0,1,0,q1;0,0,0,1] t3=[cos(q2), 0, sin(q2), 0; sin(q2), 0, -cos(q2), 0; 0, 1, 0, l1;

    0,0,0,1] t4=[cos(q3), -sin(q3), 0, l2*cos(q3); sin(q3), cos(q3), 0, l2*sin(q3);

    0,0,1,0;0,0,0,1] t5=[cos(q4), 0, -sin(q4), 0; sin(q4), 0, cos(q4), 0; 0,-1, 0, 0; 0,0,0,1] t6=[cos(q5),0,sin(q5),0; sin(q5), 0,-cos(q5), 0;0,-1,0,0;0,0,0,1] t7=[cos(q6), -sin(q6), 0, 0; sin(q6),cos(q6),0,0; 0,0,1,0;0,0,0,1]

    tf=t1*t2*t3*t4t5*t6*t7 tfs=simplify(tf)

    2 Comprobacin por medio de MatLab las cinemticas inversas

    clear all; close all; clc; q1=.5; q2=pi/4;

  • q3=-pi/3; %q3 deve de ser menor a 90 sino se indetermina q3 y q2 ya que

    su determnate del jacobiano del q2 depende del q3

    d1=0; l1=.5; l2=.5;

    Px=cos(q2)*l2*cos(q3) Py=q1+sin(q2)*l2*cos(q3) Pz=d1+l1+l2*sin(q3)

    r=(((l2^2)-((Pz-d1-l1)^2)))^.5; q3i=atan2((Pz-d1-l1),r);

    s=(((r^2)-((Px)^2)))^.5; q2i=atan2(s,Px);

    q1original=q1; q1i=Py-s;

    Pxyz=[Px;Py;Pz] qoriginales=[q1; q2; q3] qinversos=[q1i;q2i;q3i]

    3 Comprobacin de velocidad directa as como su inversa y aceleracin directa e inversa

    syms l2 q2 q3 q1p q2p q3p q1pp q2pp q3pp % l2=.5; % q2=pi/4; % q3=pi/4; % % q1p=0.1; % q2p=0.5; % q3p=0.3; % % q1pp=.2; % q2pp=.3 % q3pp=.6

    qp=[q1p;q2p;q3p] qpp=[q1pp;q2pp;q3pp] Jq=[0, -sin(q2)*l2*cos(q3), -cos(q2)*l2*sin(q3); 1, cos(q2)*l2*cos(q3), -

    sin(q2)*l2*sin(q3); 0, 0, l2*cos(q3)] % z=det(Jq) % simplify(z)

    %velocidad velq=Jq*qp clear q1p q2p q3p %velocidad inversa inv(Jq) qpi=inv(Jq)*(velq)

  • simplify (qpi)

    %aceleracion

    clear q1pp q2pp q3pp Jqt=[0, -(cos(q2)*l2*cos(q3))+(sin(q2)*l2*sin(q3)), sin(q2)*l2*sin(q3)-

    (cos(q2)*l2*cos(q3)); 0, -(sin(q2)*l2*cos(q3))-cos(q2)*l2*sin(q3), -

    (cos(q2)*l2*sin(q3))-(sin(q2)*l2*cos(q3)); 0, 0, -l2*sin(q3)] A=(Jqt*qp)+(Jq*qpp) simplify(A)

    qppinv=(inv(Jq))*(A-Jqt*qp)

    simplify(qppinv)

    4 Simulacin del Robot con la Toolbox de Robtica de Matlab

    clear all; close all; clc;

    q1=.5; q2=pi/4; q3=pi/4;

    d1=.5; l1=.5; l2=.5;

    Px=cos(q2)*l2*cos(q3); Py=q1+sin(q2)*l2*cos(q3); Pz=d1+l1+l2*sin(q3);

    Pxyz=[Px;Py;Pz]

    L1=link([ -pi/2, 0, 0, 0, 1], 'standard'); L2=link([ pi/2, 0, 0, 0, 1], 'standard'); L3=link([ pi/2, 0, 0, .5, 0], 'standard'); L4=link([ 0, .5, 0, 0, 0], 'standard'); r=robot({L1,L2,L3,L4})

    q1=.5; q2=.5; q3=pi/4; q4=pi/4; % % q2=1*.001:2; % % q3=[0:0.1:2*(pi)]; % % q4=[0:0.1:2*(pi)];

    q=[q1;q2;q3;q4]'; q1=0; q2=.5;

  • q3=0; q4=0;

    plot (r, q) drivebot(r)

  • Bibliografa

    Barrientos Antonio, Aracil Rafael., Fundamentos de Robtica, Segunda Edicin, Editorial

    McGrow Hill.

    Spong W. Mark, Vidyasagar M., Robot Modeling and Control, First Edition, JONH WILEY

    & SONS INC.

    Alex S. Poznyak., Modelado matemtico de los sistemas mecnicos elctricos y

    electromecnicos.