1. Arquitectura
1.1. Presentan una arquitectura antropomórfica serial, semejante al brazo humano.
1.2. Consisten de una serie de barras rígidas unidas entre sí a través de articulaciones de un grado de libertad del tipo rotacional o prismática.
1.3. Presentan una serie de propiedades dinámicas y estructurales caracterizadas por una gran rigidez estructural, repetibilidad y elevado peso propio.
1.3.1. Fabricantes como ABB, SCARA, STAUBLI GMF, ofrecen distintas relaciones de carga efectiva.
2. Definición
2.1. Al calcularse la cinemática debe considerarse que dependiendo de las dimensiones de sus primeras articulaciones.
2.1.1. Por lo general las relaciones de peso útil son de 0.15.
2.2. Las consideraciones que se deben tenerse en cuenta al definir la cinemática de un robot, la cual debe hacerse en consideración de la dinámica que imponen las dimensiones de las barras que lo forman.
2.2.1. El espacio de trabajo del robot debe ser cuidadosamente estudiado para definir el volumen justo de trabajo del robot.
2.2.2. En un robot de seis grados de libertad rotacional, las primeras tres barras son las que aportan la mayor dinámica debido a su peso. A menudo es posible localizar los primeros tres accionamientos de potencia en la base del robot.
2.2.3. En un robot de seis grados de libertad, las tres primeras articulaciones del robot deben dar las condiciones de posición y las tres últimas articulaciones del extremo del robot, los tres grados de libertad de orientación.
2.3. Se tienen dos problemas fundamentales en el estudio de la cinemática del robot. Para la resolución de estos problemas se utiliza la representación de Denavit - Hartenberg.
2.3.1. El primero de ellos, consiste en determinar la posición y orientación del extremo final de la cadena cinemática conocido como problema cinemático directo.
2.3.2. La solución del problema inverso permite hallar las variables articulares conocida la posición y orientación del extremo.
3. Cinemática Directa
3.1. Se plantea en términos de encontrar una matriz de transformación que relaciona el sistema de coordenadas ligado al cuerpo en movimiento respecto a un sistema de coordenadas.
3.1.1. La matriz de transformación homogénea es una matriz de 4x4 que transforma un vector expresado en coordenadas homogéneas desde un sistema de coordenadas hasta otro sistema de coordenadas.
3.1.2. los vectores n, s, a, son vectores ortogonales unitarios y p es un vector que describe la posición x, y, z del origen del sistema actual respecto del sistema de referencia.
3.2. La representación de D-H, se aplica a robots de cadena cinemática abierta y consiste en una serie de reglas para colocar los sistemas de referencia de cada eslabón del robot.
3.2.1. Se parte de una configuración cualesquiera del robot.
3.2.2. Se numeran los eslabones, asignando el 0 para la base y n-1 para el último eslabón, siendo n el número de grados de libertad.
3.2.3. El sistema de coordenadas ortonormal dextrógiro de la base (x0, y0, z0) se establece con el eje z0 localizado a lo largo del eje de movimiento.
3.2.4. El sistema de referencia de cada eslabón se coloca al final del mismo.
3.2.5. El ángulo ó desplazamiento de cada eslabón siempre se mide tomando como base el sistema de referencia del eslabón anterior.
3.2.6. El eje zi del sistema de referencia debe quedar alineado a lo largo de la articulación.
3.2.7. El eje xi debe colocarse con orientación normal al plano formado por los ejes zi-1 y zi.
4. Cinemática Indirecta
4.1. La cinemática inversa consiste en hallar los valores de las coordenadas articulares del robot Tn q q , q ,....,q = 1 2 conocida la posición y orientación del extremo del robot.
4.2. La mayor parte de los robots suelen tener cadenas cinemáticas relativamente sencillas, que facilitan la utilización de los métodos geométrico.
4.2.1. Para muchos robots, si se consideran sólo los tres primeros grados de libertad, se tiene una estructura planar.
4.2.2. Asimismo los últimos tres grados de libertad suelen usarse para la orientación de la herramienta, lo cual permite una resolución geométrica desacoplada de la posición de la muñeca del robot y de la orientación de la herramienta.