Tipos de Trayectorias y Representación de la Orientación en Robótica

Tipos de Trayectorias en Robótica

Trayectorias Punto a Punto

En este tipo de trayectorias, cada articulación evoluciona desde su posición inicial hasta su posición final sin considerar el estado o la evolución del resto de las articulaciones. Se distinguen dos casos:

• Movimiento Eje a Eje: Solo se mueve un eje a la vez; una vez que haya alcanzado su posición, lo hará el siguiente. Ofrece un mayor tiempo de ciclo a cambio de un menor consumo de potencia.
• Movimiento Simultáneo de Ejes: Todas las articulaciones comienzan a moverse simultáneamente, y cada una termina su movimiento en un instante diferente. El tiempo total necesario coincide con el del eje más lento, y puede darse la circunstancia de que el resto de los actuadores hayan forzado su movimiento particular para finalmente tener que esperar a la más lenta.

Trayectorias Coordinadas o Isócronas

Para evitar que algunos actuadores trabajen forzando sus velocidades y aceleraciones para finalmente tener que esperar a la más lenta, se puede hacer un cálculo previo para averiguar cuál es la articulación que más tiempo invertirá. Entonces, se ralentiza el movimiento del resto de los ejes para que todos inviertan el mismo tiempo en su posicionamiento. De esta forma, el tiempo es el menor posible y no se piden aceleraciones y velocidades elevadas a los actuadores de manera inútil.

Trayectorias Continuas

Cuando se pretende que la trayectoria que sigue el extremo del robot sea conocida por el usuario, es preciso calcular de manera continua las trayectorias articulares. El resultado será que cada articulación siga un movimiento aparentemente caótico.

Representación de la Orientación en Robótica

En el caso de un robot, no es suficiente con especificar cuál es la posición de su extremo, sino que, en general, también es necesario indicar su orientación. Una orientación en el espacio viene definida por tres grados de libertad.

Matrices de Rotación

Las matrices de rotación son el método más extendido para la descripción de las orientaciones, debido principalmente a la comodidad que proporciona el uso del álgebra matricial. La matriz de rotación define la orientación del sistema OUVW con respecto al sistema OXYZ y sirve para transformar las coordenadas de un sistema a otro. Es importante considerar el orden en que se realizarán las rotaciones, pues el producto de matrices no es conmutativo.