Análisis y simulación de un robot manipulador de seis grados de libertad

Abstract

This thesis presents a proposal of a basic structure for the analysis of a robot manipulator with six degrees of freedom. The forward and inverse kinematics equations for this structure are derived. Also, the equations for the analysis of the velocities and forces of the manipulator are derived. These equations are developed by using homogeneous transformation matrices based on the Denavit-Hartenberg convention. The thesis shows the software developed for the simulation and analysis of the forward and inverse kinematics for this manipulator. Also, by means of this software, the end-effector velocities as a function of the speed of the manipulator joint motors can be analyzed. The software can also compute the joint torques required to maintain the static equilibrium. The developed software includes a graphical user interface with animation of the simulations.

En esta tesis se presenta una propuesta de estructura básica para el análisis de un robot manipulador de seis grados de libertad. Se desarrollan las ecuaciones de la cinemática directa y de la cinemática inversa para esta estructura. Se desarrollan también las ecuaciones para el análisis de las velocidades y de las fuerzas que podría manejar el robot manipulador. Estas ecuaciones se desarrollan en base a transformaciones homogéneas utilizando la convención Denavit-Hartenberg. Se presenta el software desarrollado para la simulación y análisis de la cinemática directa y de la cinemática inversa de este manipulador. El software desarrollado permite analizar las velocidades del extremo final del manipulador en función de las velocidades de los motores en las articulaciones del robot manipulador. Mediante este software se puede determinar también el par que se debe aplicar a cada una de las articulaciones del manipulador para obtener una determinada fuerza estática en su extremo final. El software desarrollado incluye una interfase gráfica con animación de las simulaciones.