Manipulador esférico

Cinemática de um Robô Manipulador

Este artigo é um resumo sobre os principais conceitos da modelagem do movimentos dos manipuladores robóticos, tendo um maior foco na cinemática direta pela notação de Denavit-Hartenberg.

Segundo Reinaldo Bianchi (2011), cinemática é o estudo do movimento dos robôs sem levar em conta as forças e massas envolvidas. O problema central da cinemática é como definir a posição do robô. Para definir o modelo cinemático deve-se considerar apenas a posição, a velocidade, a aceleração e suas derivadas.

Podem-se distinguir dois tipos de cinemática, a cinemática direta e a inversa. Na cinemática direta deseja-se obter a posição e orientação do atuador no espaço cartesiano da base, a partir das posições das articulações. Na cinemática inversa é fornecida a posição do atuador e se tem como objetivo obter a posição de cada uma das articulações das articulações.

Um robô manipulador consiste basicamente de uma série de corpos rígidos unidos entre si por articulações. Cada ligamento do manipulador pode ser numerado de 0 a n conforme mostra a Figura 6. O ligamento da base é numerado como 0 e atuador, que é o ultimo ligamento, como n. O objetivo é analisar a posição e a orientação do atuador em função a posição de cada uma das articulações (CABRAL, 2004).

Figura 6: Exemplo de Estrutura de um Manipulador
Fonte: Adaptado de Cabral (2004)
Para representar a posição e a orientação do efetuador é utilizada a notação de Denavit-Hartenberg. A notação de Denavit-Hartenberg (DH) é uma ferramenta utilizada para sistematizar a descrição cinemática de sistemas mecânicos articulados com n graus de liberdade (ROSARIO, 2005).
A Para utilizar a DH é necessário caracterizar os elos do manipulador através de referenciais e parâmetros cinemáticos, como se observa na Figura 7.

Figura 7: Notação de Denavit-Hartenberg
Fonte: Adaptado de Rosário (2005)

A representação de DH de um elo rígido depende de quatro parâmetros a ele associados, os