Contenido. Plataforma de contenidos interactivos. Página Web del libro. Robótica Introducción 3. Cirugía robotizada Tipos de robots 9

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1 Contenido Plataforma de contenidos interactivos XIX Página Web del libro XX Prólogo XXV Capítulo 1 Robótica Introducción 3 Cirugía robotizada Tipos de robots Robots móviles 9 Robots móviles Robots humanoides 10 Robots humanoides Robots industriales 12 Componentes de un robot Control de robots manipuladores Tecnología de robots 19 Sistema de engranes 20 Servomotores de transmisión directa 21

2 x Contenido 1.5 Estadísticas de robótica Historia de la robótica 26 Contribuciones de Leonardo Sociedades científicas de robótica Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 42 Capítulo 2 Servomotores y sensores Introducción Servomotores Principios básicos de motores eléctricos 53 Sistemas de engranaje Servomotores de transmisión directa 58 Tecnología de transmisión directa 58 Programación de robots manipuladores Sensores Resolvers Potenciómetros Tacómetro Encoders Encoder incremental Encoder Absoluto 80

3 Contenido xi Encoder magnético Aspectos importantes de los encoders Construcción de un encoder incremental 87 Encoder incremental Glosario para encoders Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 94 Capítulo 3 Preliminares matemáticos Introducción Vectores Operaciones entre vectores Norma euclidiana Matrices Matrices especiales Operaciones de matrices 109 Operaciones con matrices 109 Producto de matrices Norma espectral Funciones definidas positivas Derivadas parciales de funciones de energía Sistemas dinámicos 144

4 xii Contenido Puntos de equilibrio Teoría de estabilidad de Lyapunov Estabilidad en el sentido de Lyapunov Función candidata de Lyapunov Método directo de Lyapunov 158 Simulación de sistemas dinámicos 166 Sistema dinámico no lineal 174 Péndulo Principio de invariancia de Lasalle Norma L Relación entre L y estabilidad de Lyapunov Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 197 Capítulo 4 Cinemática de robots manipuladores Introducción Morfología del robot Transformaciones homogéneas 208 Transformaciones homogéneas Cinemática Convención Denavit-Hartenberg Selección de sistemas de referencia 214

5 Contenido xiii Algoritmo Denavit-Hartenberg Cinemática diferencial Tipos de robots industriales Robot antropomórfico (RRR) Configuración SCARA (RRP) Configuración esférica (RRP) Configuración cilíndrica (RPP) Configuración cartesiana (RRR) Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 248 Capítulo 5 Dinámica de robots manipuladores Introducción Ecuaciones de Euler-Lagrange Modelo dinámico Propiedades del modelo dinámico Efecto inercial Fuerzas centrípetas y de Coriolis Par gravitaciona Fenómeno de fricción Linealidad en los parámetros Modelo de energía Modelo de potencia 267

6 xiv Contenido Ejemplos de modelado dinámico 267 Péndulo robot 275 Robot de 2 gdl Modelo dinámico cartesiano Propiedades del modelo dinámico cartesiano Identificación paramétrica Mínimos cuadrados Algoritmo recursivo de mínimos cuadrados 295 Mínimos cuadrados Modelo de regresión dinámico filtrado Regresión lineal del modelo de energía Modelo de regresión de la potencia filtrada Robot experimental de 3 gdl Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 327 Capítulo 6 Control de posición de robots manipuladores Introducción Regulación Control PD Análisis cualitativo del control PD 342 Control PD péndulo 343

7 Contenido xv Videos del péndulo 346 Simulador péndulo 352 Robot 2 gdl PD 355 Videos experimentales. Control PD de un péndulo Control proporcional integral derivativo 357 PID Moldeo de energía Control con acciones no acotadas Control con acciones acotadas Ejemplos de algoritmos de control de posición Índice de desempeño Aplicaciones de control de posición Control cartesiano Visual servoing 411 Visual servoing Control punto a punto Programación de instrucciones robot 415 Inteligencia artificial Robótica industrial 419 Programación FANUC Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 431

8 xvi Contenido Capítulo 7 Control de trayectoria de robots manipuladores Introducción Control PD Análisis de estabilidad asintótica PD Moldeo de energía PD Ejemplos de control de trayectoria tipo PD Control par calculado Moldeo de energía par calculado Aspectos prácticos 464 Esquemas de control de trayectoria 464 Videos de robots manipuladores Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 469 Capítulo 8 Control de fuerza/impedancia Introducción Sensores de fuerza/par Transductor Nano Transductor Gamma 477

9 Contenido xvii Transductor Omega Sistemas hápticos Modelado del entorno Control de fuerza Control de fuerza con lazo interno de posición Control de fuerza: lazo interno de velocidad 483 Sistema robótico controlado por fuerza Control híbrido de fuerza/posición 485 Robot manipulador SCARA Control de impedancia Control de impedancia con base en par 490 Robot cartesiano de 1 gdl Control de impedancia con base en posición Enfoque alternativo al control de impedancia 493 Robot manipulador de 2 gdl Aplicaciones Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 507 Capítulo 9 Robótica móvil Introducción Robots móviles 513

10 xviii Contenido Descripción de un robot móvil con ruedas Tipos de ruedas Configuración de robots móviles Configuración Ackerman Configuración triciclo clásico Direccionamiento diferencial Configuración síncrona Movilidad y direccionabilidad Cinemática de robots móviles Dinámica de robots móviles Control de robots móviles 530 Robot móvil tipo uniciclo Control por retroalimentación no lineal 536 Robot móvil tipo (2,0) Resumen Referencias selectas Problemas propuestos 544 Índice analítico 547