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Robótica: Sistemas Sensorial e Motor

Luiz M. G. Gonçalves. Robótica: Sistemas Sensorial e Motor. Cinemática. Cinemática. Ramo da dinâmica que trata os aspectos de movimento sem considerar massa e força. Ligações (links): partes individuais físicas (material) que formam coletivamente o corpo de um robô

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Robótica: Sistemas Sensorial e Motor

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Presentation Transcript


  1. Luiz M. G. Gonçalves Robótica: Sistemas Sensorial e Motor

  2. Cinemática

  3. Cinemática • Ramo da dinâmica que trata os aspectos de movimento sem considerar massa e força. • Ligações (links): partes individuais físicas (material) que formam coletivamente o corpo de um robô • Juntas: estabelecem restrições entre as ligações (graus de liberdade).

  4. Links e Juntas • Juntas podem ser: • Revolutas: executam rotações em torno de um eixo; • Prismáticas: executam deslizamentos num eixo. • Cadeia cinemática: uma montagem de ligações conectadas por juntas

  5. Mecanismos abertos e fechados • Mecanismo: quando um link é fixo (sistema global) e os outros se movem relativamente ao link fixo. • Cadeia fechada: uma cadeia cinemática com todos os links conectados através de juntas a pelo menos dois links adjacentes. • Cadeia aberta: um link pode estar conectado a apenas uma junta (end-effector).

  6. Graus de liberdade (DOF) • Variável de configuração: qualquer parâmetro (comprimento ou angulo) de um mecanismo (sub-restrito) que é necessário para determinar unicamente a configuração do mesmo. • Graus de liberdade: numero mínimo de variáveis de configuração necessárias para definir completamente a configuração do mecanismo.

  7. Relações espaciais • Representação em relação a um frame (sistema de coordenadas) • P (X,Y,Z)

  8. Descrição de posição

  9. Descrição de orientação

  10. Descrição de orientação

  11. Descrição de orientação

  12. Descrição de orientação

  13. Descrição de orientação

  14. Juntando posição e orientação

  15. Definição de um referencial

  16. Descrição de referencial • Entidade composta por 4 vetores que fornecem informação sobre a orientação e posição de um ponto num espaço tridimensional (poderia ser ndimentional, no caso, n+1 vetores seriam necessários).

  17. Vários referenciais

  18. Transformações e mapeamentos • Mapeamentos são usados para mudar a origem de um referencial para outro. • Transformação pode ser entendida como uma função (mapeamento) que leva um objeto (ou corpo) de uma posição a outra num espaço (n-dimensional). • Podem ser lineares (obedecendo a certas regras) ou não lineares (geralmente não é possível de determinar uma regra).

  19. Referenciais transladados (2D)

  20. Referenciais transladados (3D) AP = BP +APBorg

  21. Referenciais rotacionados (2D)

  22. Referenciais rotacionados (3D)

  23. Referenciais rotacionados (3D)

  24. Referenciais rotacionados

  25. Referenciais rotacionados (3D)

  26. Matriz de rotação em torno de X

  27. Exemplo

  28. Coordenadas Homogêneas

  29. Referencial genérico

  30. Referencial genérico

  31. Juntar rotação e translação

  32. Transformação Homogênea

  33. Exemplo de rotação + translação

  34. Exemplo: continuação

  35. Operadores • Mesmas formas podem ser usadas para levar um ponto de uma posição a outra no espaço considerado, ou rodar um vetor de um certo ângulo ou ainda combinar ambos

  36. Translação

  37. Operador de translação

  38. Operador de translação

  39. Operador de translação

  40. Translação pura

  41. Operador Rotacional

  42. Operador rotacional

  43. Rotação em torno de cada eixo

  44. Operador de rotação

  45. Exemplo

  46. Visualizando o efeito

  47. Operador de transformação

  48. Exemplo R + T

  49. Visualização R+T

  50. Invertendo a transf. homogênea

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