Profesor: Dr. Alejandro Rodríguez

Objetivo.

Este curso pretende fomentar en el alumno una visión global de la robótica como una aplicación central de la Mecatrónica. Se proporcionarán conocimientos y herramientas para resolver problemas del modelado, análisis, diseño y control de robots, desde la concepción hasta el diseño y operación de robots manipuladores. El curso contempla integrarse con el diseño mecánico, sensores y actuadores, electrónica, programación, manufactura, etc. Así como experimentos de laboratorio.

Contendido 

1. Introducción

1.1 Robótica. 
1.2 Robots industriales. 
1.3 Estructuras de manipuladores. 
1.4 Modelación y control de robots manipuladores. 
1.5 Robótica como una aplicación de la Mecatrónica.  

2. Cinemática

2.1  Posición y orientación de un cuerpo rígido. 
2.2  Matriz de rotación. 
2.3 Angulos de Euler. 
2.4 Transformaciones homogéneas. 
2.5 Cinemática directa. 
2.6 Espacio de trbajoj. 
2.7 Cinemática inversa. 
2.8 Cinemática diferencial y estática. 
2.9 Ejemplos.

3. Dinámica

3.1 Formulación Euler-Lagrange. 3.1.1. Cálculo de la energía potencial. 
3.1.2. Cálculo de la energía cinética. 
3.1.3 Ecuaciones de movimiento. 3.2 Propiedades del modelo dinámico. 
3.3 Formulación Newton-Euler. 
3.4 Dinámica directa y dinámica inversa. 
3.5 Ejemplos. 

4. Planificación de trayectorias

4.1 Districión entre ruta y trayectoria. 
4.2 Trayectorias en el espacio articular. 4.2.1. Movimiento punto a punto.
4.2.2. Movimiento a lo largo de rutas. 4.3 Trayectorias en el espacio operacional. 
4.3.1. Rutas primitivas. 
4.3.2. Posición. 
4.3.3. Orientación. 

5. Control del movimiento

5.1 El problema del control. 
5.2 Control en el espacio articular. 
5.3 Control independiente de las articulaciones. 
5.4 Control por par calculado. 
5.5. Control centralizado. 
5.6 Control en el espacio operacional. 
5.7 Interacción de robots con el entorno. 
5.7.1. Control de compliancia. 
5.7.2. Control de impedancia. 
5.7.3 Control de fuerza. 

6. Actuadores y sensores

6.1 Actuadores, transmisiones y servomotores. 
6.2 Sensores de posición, velocidad, aceleración y fuerza. 

7. Consideraciones generales

7.1 Configuraciones y arquitecturas de robots. 
7.2 Sobre los lenguajes de programación y simulación. 

Bibliografía 

1 . J. Angeles , Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods and Algorithms, Springer-Verlag , New York , 1997. 
2. K.S. Fu, R.C. González, C.S.G. Lee, Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence, McGraw-Hill , New York , 1987. 
3. B-Z. Sandler , Robotics: Designing for Mechanisms for Automated Machinery 2 nd Edition, Academic Press, San Diego , 1999. 
4. L. Sciavicco, B. Siciliano , Modelling and Control of Robot Manipulators, 2 nd Edition, Springer-Verlag, London , 2000. (Texto principal). 
5. J.M. Selig , Introductory Robotics, Prentice-Hall International, UK , 1992. 
6. J.E. Shigley, J.J. Uicker , Teoría de Máquinas y Mecanismos, McGraw-Hill, México, 1988. 
7. M.W. Spong, M. Vidyasagar , Robot Dynamics and Control, Wiley, New York , 1989. 
8. W. Stadler , Analytical Robotics and Mechatronics, McGraw-Hill , Singapore , 1995.

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