Simulación de un brazo robótico en SimMechanics

El MANFRED es uno de los proyectos desarrollados por el departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Carlos III de Madrid y está focalizado en el objetivo de desarrollar manipuladores móviles avanzados capaces de operar en entornos humanos. Actualmente este estudio se encuentra en la tercera generación de su desarrollo, conocida como MANFRED 3. Dentro de este proyecto se enmarca el presente Trabajo Fin de Grado. El objetivo de este estudio es la creación de un entorno de simulación fiable para el manipulador MANFRED 3, con el fin de realizar pruebas de trayectorias y analizar los pares asociados a los motores que componen el brazo articulado del manipulador, obteniendo de este modo una mejor comprensión de su comportamiento. Con el fin de crear el entorno virtual de simulación se han realizado las siguientes tareas: - Diseño e implementación del modelo dinámico inverso del manipulador, a través de SimMechanics. - Elaboración del modelo cinemático del brazo robótico haciendo uso de los parámetros de Denavit-Hartemberg que definen al manipulador. De este modelo se obtienen el conjunto de valores de posición, velocidad y aceleración asociados a cada articulación del robot, los cuales servirán como entrada para el modelo generado en SimMechanics. - Simulación del MANFRED 3, identificando las posibles desviaciones o errores entre la generación de ambos subsistemas e intentando corregirlos, así como obteniendo simulaciones gráficas de los mismos. Finalmente, en el apartado de conclusiones se describen los puntos de interés encontrados a lo largo del desarrollo del estudio, además de ofrecer futuras acciones de mejora o de continuación del proyecto.MANFRED is one of the different projects where the department of Automatics and Systems Engineering of University Carlos III of Madrid is involved, and it is focused on the development of mobile manipulators that are able to operate in human environments. This study is currently in the third generation of development, known as MANFRED 3. The objective of the present study is to create a reliable simulation environment for the manipulator MANFRED 3 in order to perform trajectories tests and analyze associated pairs engines that comprises the articulated manipulator arm, thus obtaining a better understanding their behavior. Or order to create the virtual environment simulation the following tasks have been performed: - Design and implementation of the inverse dynamic model of the manipulator, through SimMechanics. - Preparation of the kinematic model of the robotic arm using Denavit-Hartemberg parameters that define the manipulator. The values of position, velocities and acceleration related to the model are obtained for each joint of the robot in order to be used as the inputs for the SimMechanics model. - Simulation of MANFRED 3 identifying any deviations or errors between the generation of both subsystems and trying to fix them. Besides graphical simulations will be obtained. Finally, the conclusions of the study are detailed in chapter 5, collecting the remarkable points founded during the simulation and where new improvements are suggested.Ingeniería Electrónica Industrial y Automátic