Disseny i implementació d'un robot 3R genèric
Tutor / Supervisor
Student
Ballbè Chaler, Marc
Document type
Bachelor thesis
Date
2015
rights
Open Access
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
Aquest projecte s'ha realitzat al laboratori del Institut de Robòtica i Informàtica
Industrial ubicat en la Facultat de Matemàtiques i Estadística de la Universitat
Politècnica de Catalunya.
Els objectius d'aquest projecte han sigut diversos, encara que tots s'engloben en
l'anàlisi genèrica d'un robot amb tres graus de llibertat de rotació i la
implementació d'un prototip.
Un dels objectius principals ha sigut la resolució de la cinemàtica directa i inversa
d'un robot amb tres graus de llibertat de rotació tenint en compte tots els
paràmetres de Denavit-Hartenberg com a valors no nuls. La solució de la
cinemàtica inversa d'aquest robot requereix el càlcul d'arrels de polinomis
d'ordre quatre. Això complica el seu control però aporta propietats interessants.
Un cop aconseguida la formulació que resol la cinemàtica per qualsevol robot 3R
s'ha fet un anàlisi en profunditat de totes les configuracions singulars que té un
manipulador 3R.
Al realitzar l'anàlisi de la singularitat es demostra que els robots amb estructures
mecàniques utilitzades en la industria tenen una gran debilitat.
A la majoria dels robots industrials actuals, la part regional és una cadena
cinemàtica 3R, que es dissenya de manera que la seva cinemàtica inversa sigui
senzilla. És a dir, que es pugui resoldre calculant les arrels de polinomis de segon
ordre. Una conseqüència d'aquesta simplificació és que aquest tipus de robots
han de passar necessàriament per una singularitat quan canvien de manera de
treball.
Un cop demostrada aquesta mancança, es presenta una configuració mecànica
diferent, la qual permet que un robot amb tres graus de llibertat de rotació pugui
canviar de configuració sense passar per una singularitat. Aquesta propietat és
només possible si existeixi un punt en l'espai de treball del robot amb almenys
tres solucions en la cinemàtica inversa.
Un cop realitzat aquest estudi, es dissenya un robot amb aquestes propietats i
que pugui realitzar la demostració del canvi de configuració.
