Un método de optimización del diseño de un brazo robótico utilizando una técnica de resolución de redundancia cinemática
Autores: Maaroof, Omar W.; Dede, Mehmet smet Can; Aydin, Levent
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un método de optimización del diseño de un brazo robótico utilizando una técnica de resolución de redundancia cinemática
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Técnicas de resolución de redundancia
Brazo robótico
Cinemáticamente redundante
Optimización del diseño mecánico
Juntas virtuales
índices de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de resolución de redundancia se han utilizado ampliamente para el control de robots cinemáticamente redundantes. En este trabajo, se emplea una de las técnicas de resolución de redundancia en la optimización del diseño mecánico de un brazo robótico. Aunque el brazo robótico no es redundante, el método propuesto modifica la cinemática del brazo robótico al agregar juntas virtuales para hacerlo cinemáticamente redundante. En el método propuesto, se selecciona una función objetivo adecuada para optimizar los parámetros cinemáticos del brazo robótico al mejorar uno o más índices de rendimiento. Luego, el efector final del brazo robótico se fija en posiciones críticas mientras el algoritmo de resolución de redundancia mueve sus juntas, incluidas las juntas virtuales, debido al movimiento propio de un robot redundante. Por lo tanto, se determinan los valores óptimos de las juntas virtuales y se modifica el diseño del brazo robótico en consecuencia. Una ventaja de este método es la visualización de los cambios en la estructura del manipulador durante el proceso de optimización. En este trabajo, como estudio de caso, se considera un brazo robótico pasivo que se utiliza en un sistema robótico quirúrgico y la tarea se define como la determinación de la ubicación óptima de la base y la longitud del primer eslabón. Los resultados indican la efectividad del método propuesto.
Descripción
Las técnicas de resolución de redundancia se han utilizado ampliamente para el control de robots cinemáticamente redundantes. En este trabajo, se emplea una de las técnicas de resolución de redundancia en la optimización del diseño mecánico de un brazo robótico. Aunque el brazo robótico no es redundante, el método propuesto modifica la cinemática del brazo robótico al agregar juntas virtuales para hacerlo cinemáticamente redundante. En el método propuesto, se selecciona una función objetivo adecuada para optimizar los parámetros cinemáticos del brazo robótico al mejorar uno o más índices de rendimiento. Luego, el efector final del brazo robótico se fija en posiciones críticas mientras el algoritmo de resolución de redundancia mueve sus juntas, incluidas las juntas virtuales, debido al movimiento propio de un robot redundante. Por lo tanto, se determinan los valores óptimos de las juntas virtuales y se modifica el diseño del brazo robótico en consecuencia. Una ventaja de este método es la visualización de los cambios en la estructura del manipulador durante el proceso de optimización. En este trabajo, como estudio de caso, se considera un brazo robótico pasivo que se utiliza en un sistema robótico quirúrgico y la tarea se define como la determinación de la ubicación óptima de la base y la longitud del primer eslabón. Los resultados indican la efectividad del método propuesto.