DEVELOPMENT, MODELING AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF A SIX-DEGREES-OF-FREEDOM ROBOT ARM
En este trabajo se presenta el desarrollo, modelado y validación experimental de un brazo robot de seis grados de libertad con eslabones de tipo revoluta y muñeca esférica. El diseño del robot permite una capacidad de manipulación de carga de 400 gramos, presenta una alta repetibilidad (+/- 1 mm) y su dinámica puede ser configurada por software para generar trayectorias con un perfil deseado de velocidad y aceleración. La estimación de la posición y orientación del efector final dada la posición angular de los eslabones está basada en el método Denavit-Hartenberg. En este sentido, un modelo de cinemática inversa basado en el método geométrico es propuesto para estimar de forma eficiente los parámetros necesarios para que el robot ejecute una trayectoria específica. Los resultados de simulación y pruebas experimentales validan los modelos de cinemática propuestos y el esquema de ejecución de trayectoria del robot. Como resultado el robot de seis grados de libertad puede ser implementado de forma segura en tareas de exploración, reconocimiento por visión artificial y pequeños trabajos de manipulación de piezas u objetos.
DEVELOPMENT, MODELING AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF A SIX-DEGREES-OF-FREEDOM ROBOT ARM
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DOI: 10.22533/at.ed.3172202213093
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Palavras-chave: Robot arm, direct kinematics, inverse kinematics, modeling, geometric method, Denavit-Hartenberg method.
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Keywords: Robot arm, direct kinematics, inverse kinematics, modeling, geometric method, Denavit-Hartenberg method.
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Abstract:
This paper presents the development, modeling and experimental validation of a six-degrees-of-freedom robot arm with revolute-type links and a spherical wrist. The robot's design allows for a load handling capacity of 400 grams, it has high repeatability (+/- 1 mm), and its dynamics can be configured by software to generate trajectories with a desired velocity and acceleration profile. The estimation of the position and orientation of the end effector given the angular position of the links is based on the Denavit-Hartenberg method. In this sense, an inverse kinematics model based on the geometric method is proposed to efficiently estimate the necessary parameters for the robot to execute a specific trajectory. Simulation results and experimental tests validate the proposed kinematics models and the robot trajectory execution scheme. As a result, the six-degree-of-freedom robot can be safely implemented in exploration tasks, recognition (using artificial vision systems) and manipulation of small parts (pieces and objects).
- Juan Reyes Luévano
- J. A. Guerrero Viramontes
- Fernanda Alves Cangerana Pereira
