ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

MAESTRÍA EN DISEÑO Y AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

ASIGNATURA: “ROBOTICA INDUSTRIAL”

TEMA: “CINEMÁTIVCA DIRECTA E INVERSA DEL ANÁLISIS DEL MANIPULADOR

STANFORD (RRPRRR)”

REALIZADO POR:

Johanna Celi Sánchez

Wilson Sánchez Ocaña

QUITO – ECUADOR

Julio 2015

THE STANFORD MANIPULATOR

ANTECEDENTES

El robot Stanford fue diseñado en 1969 por Victor Scheinman, un estudiante de Ingeniería

Mecánica que trabajaba en el laboratorio de Inteligencia Artificial de la Universidad de

StanFord (figura 1). Este manipulador electro-mecánico de seis grados de libertad fue uno de

los primeros robots diseñado exclusivamente para ser controlado por computador. El robot

Stanford era capaz de alcanzar cualquier posición en el espacio bajo el control de una

computadora, ampliando el uso de los robots a aplicaciones más complejas como el

ensamblaje y la soldadura por arco.

Figura 1. El Robot Stanford

Después de la experiencia con modelos previos como el brazo Stanford – Rancho (una prótesis

de brazo modificada) y el brazo hidráulico Stanford (un manipulador de alta velocidad pero

difícil y peligroso de manejar), este brazo electromecánico fue diseñado para ser fácil de

controlar y para ser compatible con los sistemas computacionales existentes (PDP-6), fue

diseñado y construido en su totalidad en el Campus de la universidad de Stanford utilizando

material disponible en la misma

ESTRUCTURA DEL ROBOT STANFORD

El Robot Stanford al igual que los otros tipos de manipuladores está formado por eslabones y

articulaciones que integran una cadena cinemática abierta (figura 2). Este es un robot esférico

ya que presenta una estructura RRP, es decir el brazo presenta dos articulaciones de rotación y

una prismática. Considerando también la muñeca del Robot Manipulador Stanford se observa

que presenta en total 6 articulaciones, 5 de rotación y 1 prismática.

Figura 2. Estructura del Robot Manipulador Stanford

Representación simbólica del Robot Manipulador Sanford

A continuación se muestra la representación simbólica del Robot Manipulador Stanford (figura 3)

Figura 3. Representación simbólica del Robot Manipulador Stanford

Asignación del Sistema de Coordenadas por el método Denevit – Hartenberg modificado

En la gráfica siguiente (figura 4), se asignó el Sistema de Coordenadas por el Método DH Modificado

Figura 4. Sistema de Coordenadas por el Método DH Modificado

PARÁMETROS D-H MODIFICADO PARA EL ROBOT MANIPULADOR STANFORD (RRPRRR)

Articulación αi-1 ai-1 Θi di sigma1 0 0 Θ1 L1 02 π/2 0 Θ2 L2 03 π/2 0 π/2 d3 14 0 0 Θ4 0 05 π/2 0 Θ5 L4 06 π/2 L4 Θ6 0 0

L1 = 10

L2= 10

d3= 10 (Variable)

L4= 3

CINEMÁTICA DIRECTA

TABLA DH Modificado

NOMBRE DEL ROBOT

>> STANDFORDMAN

>>drivebot(stanfordman_r)

Puntos

T1=fkine(stanfordman_r,qs1)

T2=fkine(stanfordman_r,qs2)

>> STANDFORDMAN

>>drivebot(stanfordman_r)

>> STANDFORDMAN

>>drivebot(stanfordman_r)

>>qs=jtraj(qs1,qs2,1000)

>>plot(stanfordman_r,qs)

CINEMATICA INVERSA

>> T=ctraj(T1,T2,1000)

>> q=ikine(stanfordman_r,T)

Nota: Si converge

Td=fkine(stanfordman_r,qs2)

Ti=ikine(stanfordman_r,Td)

Comprobación de Cinemática Inversa a Cinemática Directa, mediante la posición del Eflector final en coordenadas (x , y , z) y desplazamiento angular de las articulaciones

Cinemática Directa (Valores de x,y,z), para la posición del eflector final en qs2

>> plot(stanfordman_r,Ti) >> plot(stanfordman_r,qs2)

Ubicación del Eflector Final, con Ubicación del Eflector Final, con Cinemática Inversa (ikine) Cinemática Directa (fkine)

Cinemática Inversa (Valores de ángulos de las articulaciones), para la posición del eflector final en qs2