¿Cuántas articulaciones tiene un brazo robótico?

Cómo funciona un brazo robótico

En este post, aprenderás TODO lo que siempre has necesitado saber sobre los grados de libertad de un robot. Te familiarizarás con una fórmula general para encontrar los grados de libertad de cualquier mecanismo, no sólo de los brazos robóticos.

Un cuerpo rígido en un espacio tridimensional tiene seis grados de libertad (DOF). Tres de ellos son para la posición: movimiento a lo largo de la x, movimiento a lo largo de la y, y movimiento a lo largo de la z, y tres son para la orientación: rotación alrededor de la x o roll, rotación alrededor de la y o pitch, y rotación alrededor de la z o yaw:

Para el siguiente punto, sabemos que la distancia entre dos puntos de un cuerpo rígido debe ser constante. Por lo tanto, el punto B sólo puede estar en la superficie de una esfera con centro en A, lo que nos da dos DOFs rotacionales. En otras palabras, tres coordenadas para B menos una restricción independiente dan dos libertades reales:

Para el tercer punto C, la distancia de este punto a los puntos A y B debe ser constante. Por lo tanto, el punto C sólo puede estar en el círculo de la intersección de dos esferas, lo que nos da un grado de libertad rotacional. En otras palabras, con tres coordenadas para el punto C y dos restricciones independientes, tendremos un DOF:

Robots articulados

Ahora voy a añadir una segunda articulación al robot que te he mostrado antes y este robot es un poco interesante en el sentido de que el efector final puede alcanzar cualquier punto particular dentro de un círculo máximo exterior descrito por esto, como una posición fácilmente adaptable como esto, como una posición adaptable como esto. Mi robot de dos grados de libertad puede adaptar cualquier coordenada x-y dentro del círculo máximo.

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Con este robot de dos grados de libertad, aunque podemos adaptar cualquier coordenada x-y dentro de su espacio de trabajo, no puede adaptar una orientación arbitraria. Así que si el robot quiere estar en esta coordenada xy en particular, no hay otra orientación de este eslabón del robot que sea posible porque la orientación y la posición están altamente acopladas.

Sigamos un procedimiento similar para determinar la pose del efector final de este robot de dos eslabones. Voy a anotar el robot e indicar la longitud de sus dos eslabones e indicar los dos ángulos de las articulaciones. Luego, vamos a rotar el marco de coordenadas del pozo por una cantidad Q1. Así que el marco de referencia mundial se convierte ahora en este marco de coordenadas gris que se muestra aquí. A continuación voy a trasladar ese marco de coordenadas junto con el primer eslabón del robot por lo que ahora está aquí. Ahora hemos aplicado una transformación en la dirección x por la distancia A1. Ahora voy a rotar el marco por la cantidad Q2, el marco de coordenadas ahora se ve así.

Usos del brazo robótico

Un brazo manipulador robótico es una de las partes principales de un robot industrial. Se trata de un brazo mecánico que puede programarse para realizar diversas tareas relacionadas con la producción. Cada brazo robótico contiene varios segmentos que se unen mediante articulaciones también denominadas ejes. Cada articulación contiene un motor paso a paso que permite al brazo robótico completar un movimiento específico. Cuantas más articulaciones o ejes tenga un brazo robótico, mayor será su rango de movimiento. Los brazos robóticos son capaces de realizar movimientos precisos y de gran repetición gracias a sus ejes motorizados. Los motores paso a paso permiten que cada eje se mueva en incrementos exactos para una precisión increíble.

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Hay muchas configuraciones diferentes de brazos robóticos. El tipo más común es el brazo articulado de seis ejes. Este tipo de brazo robótico se asemeja mucho al brazo humano tanto en su aspecto como en sus movimientos. Está formado por siete segmentos con seis ejes. Los brazos robóticos de seis ejes tienen un hombro, un codo y una muñeca como los humanos. El FANUC M10ia es un ejemplo de brazo robótico de seis ejes.

Robot para recoger y colocar

La palabra “robot” trae consigo asociaciones imprecisas. Muchos vemos un tipo metálico con forma humanoide. Los brazos robóticos son algo totalmente distinto, pero sin duda entran en la categoría de los realmente avanzados.  Un rápido repaso a las tipologías de brazos robóticos nos lleva a esos tipos más comunes:

Los brazos robóticos son cada vez más asequibles y poco a poco van extendiendo sus brazos (vaya, divertido juego de palabras) no sólo a otros sectores de la economía, sino que también se abren paso en nuestros hogares. Los tiempos en los que sólo las instituciones y los científicos en los laboratorios podían contar con ellos son ya cosa del pasado. ¿Ya se ha tomado el café de la mañana? Compruébelo a continuación:

Su uso generalizado, mucho más amplio que antes, como ya hemos mencionado, se ha visto impulsado por la importante reducción del coste de adquisición de los modelos industriales en la última década. Los brazos se montan a veces sobre un escritorio o se instalan como parte de una línea de producción de gran volumen. Hasta ahora los hemos encontrado en:

Al final de la versión Dobot Magician V2 con el kit de enseñanza AI. Se trata de una enseñanza dos en uno: ayudará a comprender los fundamentos de la robótica y la inteligencia artificial. El robot reconoce letras, formas y palabras con los niños. Es tan bueno en esto que se podría organizar una competición: ¿será mejor en esta tarea que los niños? Es muy posible.