robo stanford

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE ENGENHARIA
44646-04 SISTEMAS ROBOTIZADOS
(Eng. Controle e Automação)
Prof. Felipe Kühne
Exercício Resolvido
Cinemática direta para o manipulador Stanford
O manipulador Stanford foi desenvolvido entre as décadas de 60 e 70 na Universidade de Stanford (EUA), no
Laboratório de Inteligência Artificial (
Stanford Artificial Intelligence Lab - SAIL
).
Ele possui seis graus de liberdade, sendo os três primeiros no corpo do manipulador e os três últimos formando um punho esférico
. A terceira junta é prismática, conferindo a este manipulador a geometria de um robô esférico. Ao lado uma ilustração do volume de trabalho do mesmo.
1

Para resolvermos o problema da cinemática direta deste robô, faz-se um desenho simplificado do mesmo, representando os membros, juntas e os parâmetros construtivos, conforme a Figura 1 abaixo.
Figura 1: Esquema dos membros e juntas do manipulador Stanford.
É importante destacar na anatomia deste manipulador a existência de um punho esférico
, formado pelas últimas três juntas e pelos membros 4 e 5. A principal característica deste componente é que os eixos das juntas 4, 5 e 6 se interceptam em um único ponto (figura abaixo), chamado centro do punho
. Este ponto tem especial importância no cálculo da cinemática inversa do manipulador, tornando possível a simplificação do problema. Assim, para um robô com seis juntas dotado de punho esférico (a configuração mais utilizada em processos industriais), diz-se que as três primeiras juntas são responsáveis pelo posicionamento do centro do punho, e as três últimas são responsáveis pela orientação do órgão terminal.
Figura 2: Punho esférico.
2

Eixos das juntas e o sistema da base.
Conforme a convenção de Denavit-Hartenberg, devemos, inicialmente, definir os eixos das juntas
, , , e . A direção para onde os eixos