Tipos de Movimiento y Grados de Libertad

A continuación se definirán algunos conceptos y variables físicas que se usarán en esta guía.

1. MARCO TEÓRICO
TALLER: TIPOS DE MOVIMIENTO Y GRADOS DE LIBERTAD
Grupo SIRP (Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción)
Departamento de Electrónica – Pontificia Universidad Javeriana – Bogotá
Contacto: [email protected]

2. •INTRODUCCIÓN
•DEFINICIONES
•TIPOS DE MOVIMIENTOS
Movimiento de traslación
Movimiento de rotación
•GRADOS DE LIBERTAD
•ROBOTS MANIPULADORES
•BIBLIOGRAFÍA
CONTENIDO

3. Las actividades que se presentarán a través de este medio, son
desarrolladas por el grupo de investigación en Sistemas Inteligentes,
Robótica y Percepción -SIRP- del Departamento de Electrónica de la
Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá-Colombia.
INTRODUCCIÓN

4. DEFINICIONES
A continuación se definirán algunos conceptos y variables físicas que se
usarán en esta guía [6].
Posición: es la ubicación de un cuerpo en el espacio, relativa a un
sistema de referencia.
Desplazamiento: cambio de posición de una partícula en el espacio.
Velocidad: magnitud física que expresa el desplazamiento de un objeto
por unidad de tiempo.
Aceleración: magnitud física que expresa el cambio de velocidad en un
intervalo de tiempo.

5. EL MOVIMIENTO
El movimiento es el cambio de la posición de un objeto en el transcurso
del tiempo. En física hay dos disciplinas que se encargan de estudiar el
tema de movimiento por separado.
Por un lado está La Cinemática que estudia el movimiento de los
cuerpos independientemente de las causas que lo producen y por otro
lado se encuentra La Dinámica que se encarga de estudiar de las
causas que provocan el movimiento.

6. TIPOS DE MOVIMIENTOS
Para un objeto que se mueve, se pueden distinguir al menos tres tipos de
movimientos diferentes: traslación, rotación y vibración. En esta sección
estudiaremos los dos primeros tipos de movimiento.

7. MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN
Un cuerpo está en traslación si todos los puntos que lo componen
describen la misma trayectoria que puede ser rectilínea o curvilínea.
Cada punto de un cuerpo rígido en traslación tiene la misma velocidad
y aceleración. En el movimiento de traslación en una dimensión
hablamos de posición lineal, velocidad lineal y aceleración lineal.

8. MOVIMIENTO DE ROTACIÓN
Un cuerpo está en traslación si se mueve alrededor de un eje fijo (centro de
rotación) y describe una circunferencia cuyo radio es su distancia al eje.
En el movimiento de rotación en una dimensión hablamos de posición
angular, velocidad angular y aceleración angular.

9. GRADOS DE LIBERTAD
Los grados de libertad también llamados DOF por sus siglas en ingles
(degree of freedom) hacen referencia al número de movimientos
independientes que se pueden realizar. En otras palabras, un grado de
libertad es la capacidad de moverse a los largo de un eje (movimiento
lineal) o de rotar a lo largo de un eje (movimiento rotacional). Por
ejemplo, un automóvil posee 3 grados de libertad, dos de posición y
uno de orientación.

10. ROBOTS MANIPULADORES
Los robots manipuladores, son esencialmente, brazos articulados. La estructura básica de un
manipulador consiste en una serie de elementos estructurales sólidos o eslabones unidos mediante
articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos. [4][5]
Figura 1 Articulaciones y eslabones de un manipulador industrial. Imagen tomada de http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htm

11. Cartesiana Cilíndrica Polar
Figura 2. Diferentes configuraciones de robots manipuladores industriales [4]
La estructura de un robot manipulador tiene diferentes propiedades en cuanto al espacio de
trabajo y el tipo de movimiento que puede realizar. Podemos clasificarlas en: cartesiana,
cilíndrica, polar y angular. Las tres primeras se pueden observar en la figura 2 y la angular en la
figura 1. Para más información sobre el tema consulte las referencias [4] y [7].
Las articulaciones en robots manipuladores permiten realizar movimientos lineales y
rotacionales. Ver figuras 3 y 4.
El número total de grados de libertad de un robot, dado por la suma de los grados de libertad
de cada una de las articulaciones que lo componen.

12. Figura 3 Movimiento lineal entre dos puntos A y B. Imagen tomada de http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/morfologia.htm
Figura 4 Movimiento angular entre dos puntos A y B. Imagen tomada de http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/morfologia.htm
A los robots manipuladores se les suele llamar también brazos robóticos por la analogía con las
extremidades superiores del cuerpo humano.

13. BIBLIOGRAFÍA
[1] Introducción a la Robótica. [Documento PDF]. http://robotica.li2.uchile.cl/EL63G/capitulo1.pdf 19 pp.
Consultada: 19/09/10
[2] Aguado X. Eficacia y técnica deportiva. Editorial Inde. 115pp y 130pp. 1993.
http://books.google.com.co/books?id=73_kpbSBoM0C&pg=PA114&dq=grados+de+libertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=dB-WTI6HNIH6lwe0gsmrCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CEAQ6AEwBTgK#v=onepage&q&f=false

[3] Somolinos J. Avances en robótica y visión por computador. Edicion Universidad de Castilla – La Mancha.
España. 83pp. 2002.
http://books.google.com.co/books?id=V-eXwzEIngQC&pg=PA84&dq=grados+de+libertad+robotica+rotacional&hl=es&ei=Px-WTNXdMYWKlwfJ4ISXDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false
[4] Ollero A. Robótica: manipuladores y robots móviles. Editorial Marcombo. España. 18pp.
http://books.google.com.co/books?id=TtMfuy6FNCcC&pg=PA16&dq=grados+de+libertad+robots+tipos+de+movimiento&hl=es&ei=EheWTLT
yAsKAlAftnOikCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CD0Q6AEwBA#v=onepage&q=grados%20de%20libertad&f=false

[5] Estructura de un robot industrial. [página de internet].
http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/morfologia.htm. Consultada: 19/09/10
[6] Movimiento en una dimensión [Documento pdf] http://www2.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap2.pdf consultado:
22/09/210
[7] Robots industriales [página de internet].
http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htm. Consultado: 22/09/210