INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
Cs95060. Robótica aplicadaRobótica Aplicada

Departamento académico:Ciencias Computacionales
Unidades:3-2-8
Requisito:
Semestre y carrera:
Equivalencia:Cs00005 Robótica
Objetivo general de la materia:Conocer los fundamentos de la robótica, los componentes de los robots y el funcionamiento de dichos componentes. Diseñar y construir un robot para una aplicación que atienda una necesidad real de la sociedad. Tomar conciencia de la responsabilidad y compromiso hacia su comunidad al seleccionar la necesidad a satisfacer.

Temas y subtemas del curso:1. Conceptos y Componentes de los Robots
1.1. Fundamentos de Robótica
1.1.1. Definición de Robot
1.1.2. Clasificación de Robots
1.1.3. Definición de Robótica
1.1.4. Historia de la Robótica
1.1.5. Ventajas y Desventajas de los Robots
1.1.6. Componentes de los Robots
1.1.7. Grados de Libertad
1.1.8. Configuraciones de los Robots
1.1.9. Sistemas Coordenados de Referencia
1.1.10. Modos de Programación
1.1.11. Características de los Robots
1.1.12. Espacio de Trabajo del Robot
1.1.13. Lenguajes de Programación de los Robots
1.1.14. Aplicaciones de los Robots
1.2. Actuadores
1.2.1. Características de los Sistemas de Actuación
1.2.2. Dispositivos Hidráulicos, Neumáticos y Eléctricos
1.2.3. Motores de CD
1.2.4. Motores de CA
1.2.5. Motores CD Brushless
1.2.6. Accionamiento Directo
1.2.7. Servomotores
1.2.8. Motores de Pasos
1.2.9. Control de Motores CD
1.2.10. PWM
1.2.11. Control de Dirección mediante un Puente H
1.2.12. Músculos Artificiales
1.2.13. Reducción de Velocidad
1.2.14. Tren de Engranes Planetario
1.2.15. Mecanismo Armónico
1.3. Sensores
1.3.1. Características de los Sensores
1.3.2. Sensores de Posición
1.3.3. Sensores de Velocidad
1.3.4. Sensores de Aceleración
1.3.5. Sensores de Fuerza y Presión
1.3.6. Sensores de Par
1.3.7. Microinterruptores
1.3.8. Sensores de luz e infrarrojos
1.3.9. Sensores de Tacto
1.3.10. Sensores de Proximidad
1.3.11. Sensores de Distancia
1.3.12. Sensores Olfativos
1.3.13. Sistemas de Visión
1.3.14. Sistemas de Reconocimiento de Voz

2. Análisis Cinemático
2.1. Representación de la Posición y Orientación de un Objeto en el Espacio
2.2. Matrices de Rotación
2.3. Coordenadas Homogéneas
2.4. Matrices de Transformación Homogéneas
2.5. Matriz de Transformación Compuesta
2.6. Análisis Cinemático Directo
2.7. Representación Denavit-Hartenberg
2.8. Análisis Cinemático Inverso

3. Análisis Dinámico
3.1. Mecánica Lagrangiana
3.2. Momentos de Inercia Efectivos
3.3. Ecuaciones Dinámicas para Robots de Múltiples Grados de Libertad
3.4. Análisis de Fuerzas Estáticas de los Robots
3.5. Transformación de Fuerzas y Momentos entre Sistemas Coordenados

4. Planificación de Trayectorias y Control de Robots
4.1. Planificación de Trayectorias
4.1.1. Descripciones en el Espacio Cartesiano versus Espacio de las Articulaciones
4.1.2. Bases de Planificación de Trayectorias
4.1.3. Planificación de Trayectorias en el Espacio de las Articulaciones
4.1.4. Trayectorias en el Espacio Cartesiano
4.1.5. Grabación de una Trayectoria Continua
4.2. Control de Robots
4.2.1. Conceptos de Control
4.2.2. Control Proporcional

Objetivos específicos de aprendizaje:
1. Conceptos y Componentes de los Robots
1.1. Conocer los principios de funcionamiento, asi como las ventajas y desventajas de los diferentes actuadores, mecanismos de transmisión de movimiento y sensores, utilizados en un robot.

1.2. Comprobar experimentalmente el funcionamiento de algunos actuadores y sensores mediante prácticas de laboratorio.

1.3. Generar una propuesta de proyecto semestral que atienda una necesidad real de la sociedad con el compromiso de cambiar para bien las condiciones de su comunidad con soluciones creativas e innovadoras.

2. Análisis Cinemático
2.1. Conocer la relación que existe entre la posición, orientación de la herramienta de un Robot en un espacio cartesiano con la posición de sus articulaciones.

2.2. Realizar el Análisis Cinemático Directo e Inverso de un Robot.
2.3. Aplicar el Análisis Cinemático al Proyecto.

3. Análisis Dinámico
3.1. Conocer la estructura y el significado de cada uno de los elementos del modelo dinámico de un robot.
3.2. Obtener la ecuación dinámica de un robot.
3.3. Aplicar el análisis dinámico al proyecto.

4. Planificación de Trayectorias y Control de Robots
4.1. Conocer diferentes técnicas para la planificación de trayectorias en los robots y diferentes métodos de control de trayectorias en Robots.

4.2. Planificar y Controlar la Trayectoria de un Robot.
4.3. Aplicar la Planificación de Trayectorias y Control al Proyecto.

Metodología de enseñanza:ñanza
Tiempo estimado de cada tema:Tema 1 15 horas
Tema 2 15 horas
Tema 3 10 horas
Tema 4 6 horas
Examen 2 horas
Total 48 horas
Políticas de evaluacion sugeridas:Propuesta de Proyecto 10%
Examen de Medio Término 20%
Prácticas 6%
Tareas 4%
Primera Presentación de Avance 15%
Simulación 10%
Segunda Presentación de Avance 15%
Presentación Final del Proyecto 20%

Libro de texto1:Niku, Saeed B.
Introduction to Robotics, Analysis, Systems, Applications
Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2001.
ISBN 0-13-061309-6

Libro de texto2:Libro de Texto 2

Libro de texto3:Libro de Texto 3

Libro de consulta:Craig, John J.
Introduction to Robotics, Mechanics and Control
Second Edition. Addison-Wesley Publishing Company, 1989.
ISBN 0-201-09528-9

\0Material de apoyo:NO OBLIGATORIO

Perfil del Profesor:Maestría o doctorado en Robótica, Ingeniería Computacional, Control, Electrónica, Mecánica o campo afín.

 

Fecha de última actualización:21 de junio de 2004(m)