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Título : Control del movimiento del robot manipulador de 7 grados de libertad utilizando MATLAB
Autor : Suárez García, Francisco Xavier
Palabras clave : Robótica
Programación
Denavit-Hartenberg
Fecha de publicación : 18-ago-2015
Editorial : Quito, 2015.
Citación : Suárez García, F. X. (2015). Control del movimiento del robot manipulador de 7 grados de libertad utilizando MATLAB. 106 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The scope of the current project is to analyze different methods of obtaining a mathematical model that can describe the forward kinematics of a 7 degree of freedom robot manipulator. The first part of the project is focused on a theoretical introduction of the basic principles of robotics, such as mechanism theory, planar and spatial rigid body motions for witch the concept of Product of Exponentials is detailed. Afterwards the project focuses on establishing methods that can describe the forward kinematics of a robot manipulator or end-effector in a way that complies with the Denavit-Hartenberg convention; also introducing the concept of a virtual link and the use of the Product of Exponentials as an alternative for de Denavit-Hartenberg convention. Once a mathematical model has been stablished, these results are simulated in MATLAB® by coding programs that can calculate the forward kinematics of the robot manipulator via the two methods explained in the theoretical part and also via the Toolbox Robotics by Peter Corke a 3D model of the robot is presented. Finally all results are compared for every method used providing validation for the use of a virtual link to obtain the Denavit-Hartenberg model and noting that the use of the Product of Exponentials is a valid method for calculating the forward kinematics of a robot manipulator. The final result of the project signifies a notable contribution in for the robotics department of “Escuela Politécnica Nacional” because it introduces new concept for teaching to calculate the forward kinematics of a robot manipulator.
Descripción : El presente proyecto de titulación comprende el desarrollo de distintos métodos para la obtención del modelo matemático que describa la cinemática directa de un robot manipulador de 7 grados de libertad. Se inicia mediante una introducción teórica a conceptos básicos de mecanismos y robótica, pasando a la descripción del movimiento de cuerpos rígidos, tanto en el plano como en el espacio, en el cual se introduce el concepto de la representación exponencial de matrices de rotación y de movimientos de tornillo. Posteriormente se establecen métodos para la obtención de un modelo matemático que describa la cinemática directa del robot manipulador utilizando el convenio de Denavit-Hartenberg, con la aplicación de un “eslabón virtual”, y el concepto de Producto de Exponenciales. Una vez establecido el modelo matemático, se procede a simular en MATLAB® los distintos métodos, además de realizar una simulación tridimensional del robot manipulador con la ayuda del Toolbox Robotics de Peter Corke. Finalmente se comparan los resultados de los distintos métodos obteniendo como resultado final una comprobación de todos los métodos propuestos. Con los resultados también se valida el uso de un “eslabón virtual” en la aplicación del convenio de Denavit-Hartenberg. El resultado de este proyecto constituye un aporte significativo a la enseñanza de la robótica en la Escuela Politécnica Nacional, ya que demuestra la existencia de otras posibilidades alternas al convenio de Denavit-Hartenberg para el cálculo de la cinemática directa de un robot manipulador.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11421
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