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Elaborado por: Grupo de Investigación Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción- SIRP- Pontificia Universidad Javeriana-Bogotá, 2010.
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Guía del profesor
TALLER: TIPOS DE MOVIMIENTO Y GRADOS DE LIBERTAD
Área: Física, Tecnología, Biología, Deportes.
Tema: Tipos de movimiento y grados de libertad
Objetivos:
Comprender los conceptos de tipos de movimiento y grados de libertad en robótica
Definir los conceptos asociados a los grados de libertad, tales como: articulaciones,
posición, velocidad, aceleración
Describir el funcionamiento de los manipuladores industriales
Asociar los conceptos de la robótica con otras áreas como la física, la biología y los
deportes.
Duración de la actividad: 1 hora y 30 minutos
Introducción
Un manipulador industrial es un dispositivo mecánico con articulaciones que puede manipular
objetos. Además, un manipulador industrial se puede reprogramar para cumplir distintas
funciones o tareas. Los brazos robóticos pueden mover materiales, piezas, herramientas, o
dispositivos especiales, con trayectorias variables, que se programan. Se utilizan robots
manipuladores industriales en la fabricación de distintos productos, tales como alimentos,
bebidas y también son usados en el ensamble de automóviles. De acuerdo a los movimientos
que pueden realizar estos dispositivos debido al número de articulaciones y a su construcción,
se definen los grados de libertad.
Este concepto viene de la mecánica y también se puede observar en las extremidades de una
persona e incluso en un vehículo.
En este taller se definen y se analizan los casos en que se pueden observar los grados de
libertad.
Descripción de la actividad
Esta actividad consta de 5 partes que permiten comprender el significado de grados de
libertad, asociados a robótica y a biología. Los estudiantes deben consultar la bibliografía para
responder las preguntas previas de la guía del estudiante y en la clase desarrollarán la parte
práctica basada en la observación de un brazo hidráulico y un robot móvil.
Los estudiantes deben utilizar un brazo hidráulico (construido en el taller 14) para identificar
sus grados de libertad. Adicionalmente, a partir de los esquemas de las figuras 2 y 3 que se
muestran en la guía del estudiante, deben dibujar los grados de libertad de un brazo hidráulico
y de varias configuraciones de un robot manipulador. De la misma manera, este concepto se
puede observar en el brazo de una persona. Finalmente, de un robot móvil también se pueden
definir sus grados de libertad y por tanto, el estudiante deberá observar el funcionamiento de
un carro (robot controlado por radiocontrol) para responder las preguntas correspondientes
de la Guía del estudiante.
Materiales
Un brazo robótico con jeringas
Un carro controlado por radio control
Procedimiento:
Organización del taller
1. Para el desarrollo de la actividad práctica se requiere de un brazo hidráulico construido
con jeringas (construido para el taller 14). Si no lo tiene, puede consultar su
construcción en las siguientes páginas de internet
http://www.pablomarcodelpont.com.ar/blog/?p=3
http://trabajofisica.galeon.com/pagina7.html
2. Debe disponer de un robot móvil que pueda ser controlado por radiocontrol, si no
dispone de uno, puede construirlo con un kit de robótica ó simplemente trabajar con
un carro de juguete con radiocontrol que muchos de sus estudiantes pueden tener en
sus casas.
3. Haga entrega a los estudiantes de la guía del estudiante
4. Solicite al estudiante con anterioridad contestar individualmente las preguntas previas
que se encuentra en la guía del estudiante.
5. Prepare el tema de clase: Resuelva las preguntas previas de la guía del estudiante.
Desarrollo de la actividad
Resuelva las preguntas previas y aclare las dudas de los estudiantes antes del desarrollo de la
actividad.
En la guía del estudiante se encuentra detallado el procedimiento que debe seguir para el
desarrollo del taller.
Bibliografía:
[1] Introducción a la Robótica. [Documento PDF].
http://robotica.li2.uchile.cl/EL63G/capitulo1.pdf 19 pp. Consultada: 19/09/10
[2] Aguado X. Eficacia y técnica deportiva. Editorial Inde. 115pp y 130pp. 1993.
http://books.google.com.co/books?id=73_kpbSBoM0C&pg=PA114&dq=grados+de+lib
ertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=dB-
WTI6HNIH6lwe0gsmrCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CEAQ6AE
wBTgK#v=onepage&q&f=false
[3] Somolinos J. Avances en robótica y visión por computador. Edicion Universidad de
Castilla – La Mancha. España. 83pp. 2002. http://books.google.com.co/books?id=V-
eXwzEIngQC&pg=PA84&dq=grados+de+libertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=Px-
WTNXdMYWKlwfJ4ISXDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6A
EwAA#v=onepage&q&f=false
[4] Ollero A. Robótica: manipuladores y robots móviles. Editorial Marcombo. España.
18pp.http://books.google.com.co/books?id=TtMfuy6FNCcC&pg=PA16&dq=grados+de
+libertad+robots+tipos+de+movimiento&hl=es&ei=EheWTLTyAsKAlAftnOikCg&sa=X&o
i=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CD0Q6AEwBA#v=onepage&q=grados%20d
e%20libertad&f=false
[5] Estructura de un robot industrial. [página de internet].
http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/morfologia.htm. Consultada:
19/09/10