La cinemática de la robusteza del es el estudio del movimiento (cinemática ) de las robustezas en un análisis cinemático la posición, velocidad y la aceleración de todos los acoplamientos se calcula sin la consideración de las fuerzas que causan este movimiento. La relación entre el movimiento, y las fuerzas y los esfuerzos de torsión asociados se estudia en dinámica de la robusteza. Una de las áreas más activas dentro de la cinemática de la robusteza es la teoría del tornillo.
La cinemática de la robusteza se ocupa de aspectos de la redundancia, de la evitación de colisión del y de la evitación de la singularidad del . Mientras que se ocupan de la cinemática usada en las robustezas repartimos a cada uno pieza de la robusteza asignando un marco de la referencia a él y por lo tanto una robusteza con muchas piezas puede tener muchos marcos individuales asignados a cada piezas movibles. Para la simplicidad tratamos del solo brazo del manipulante de la robusteza. Cada uno enmarca se nombra sistemáticamente con números, por ejemplo numeran a la pieza baja inmueble del manipulante 0, y el primer acoplamiento unido a la base se numera 1, y el acoplamiento siguiente 2 y semejantemente hasta n para el nth acoplamiento pasado. La cinemática de la robusteza es principalmente de los dos tipos siguientes: cinemática delantera del y cinemática inversa del . La cinemática delantera también se conoce como cinemática directa. En cinemática delantera, la longitud de cada acoplamiento y el ángulo de cada empalme se da y tenemos que calcular la posición de cualquier punto en el volumen de trabajo de la robusteza. En cinemática inversa, la longitud de cada acoplamiento y la posición del punto en volumen de trabajo se da y tenemos que calcular el ángulo de cada empalme.
La cinemática de la robusteza se puede dividir en cinemática serial del manipulante, cinemática paralela del manipulante, cinemática de la robusteza móvil y cinemática del humanoid.
Campos del estudio
Cinemática de la posición delantera
La cinemática de la posición delantera (FPK) soluciona el problema siguiente: " ¿Dado las posiciones comunes, cuál es la actitud del efector final correspondiente? "Cadenas seriales:
La solución es siempre única: uno dado vector de posición común corresponde siempre a solamente una sola actitud del efector final. El problema de las FK no es difícil de solucionar, incluso para una estructura cinemática totalmente arbitraria.
Métodos para un análisis cinemático delantero:
usar geometría directa
usar matrices de la transformación
Cadenas paralelas (manipulantes de Stewart Gough):
La solución no es única: un sistema de coordenadas comunes tiene actitudes más diversas del efector final. En caso de una plataforma de Stewart hay 40 actitudes posibles que pueden ser verdaderas por algunos ejemplos del diseño. El cómputo es intensivo pero solucionado en forma cerrada con la ayuda de geometría algebraica.
Cinemática delantera de la velocidad
La cinemática delantera de la velocidad (FVK) soluciona el problema siguiente: " ¿Dado los vectores de posiciones comunes y de velocidades comunes, cuál es la torcedura resultante del efector final? " La solución es siempre única: uno dado el sistema de posiciones comunes y de velocidades comunes corresponde siempre a solamente una sola torcedura del efector final.
Cinemática inversa de la posición
La cinemática inversa de la posición (IPK) soluciona el problema siguiente: " ¿Dado la actitud real del efector final, cuáles son las posiciones comunes correspondientes? " En contraste con el problema delantero, la solución del problema inverso no es siempre única: la misma actitud del efector final se puede alcanzar en varias configuraciones, correspondiendo a los vectores de posición común distintos. Un manipulante 6R (una cadena serial con seis empalmes revolutos) con una estructura geométrica totalmente general tiene dieciséis diversas soluciones inversas de la cinemática, encontró pues las soluciones de un décimosexto polinomio de la orden.
Cinemática inversa de la velocidad
Si se asume que el problema inverso de la cinemática de la posición se ha solucionado para la actitud actual del efector final, la cinemática inversa de la velocidad (IVK) después soluciona el problema siguiente: " ¿Dado la torcedura del efector final, cuál es el vector correspondiente de velocidades comunes? "
Cinemática delantera de la fuerza
La cinemática delantera de la fuerza (FFK) soluciona el problema siguiente: " ¿Dado los vectores de la fuerza/de los esfuerzos de torsión comunes, cuál es la llave estática resultante que el efector final ejerce en el ambiente? " (Si el efector final se fija rígido a un ambiente rígido.)
Cinemática inversa de la fuerza
Si se asume que el problema inverso de la cinemática de la posición se ha solucionado para la actitud actual del efector final, la cinemática inversa de la fuerza (IFK) después soluciona el problema siguiente: " ¿Dado la llave que actúa en el efector final, cuál es el vector correspondiente de fuerzas/de esfuerzos de torsión comunes? "
Ver también
Convenciones de la robóticaGrados de libertad (ingeniería)
Robusteza Humanoid
Manipulante paralelo
Manipulante serial
Cinemática
Robusteza móvil
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