Cinemática inversa
En Robótica, la Cinemática inversa (IK) es la técnica que permite determinar el movimiento de una cadena de articulaciones para lograr que un actuador final se ubique en una posición concreta.
El objetivo de la cinemática inversa es encontrar los valores que deben tomar las coordenadas articulares del robot para que su extremo se posicione y oriente según una determinada localización espacial.
Siempre que se especifica una posición de destino y una orientación en términos cartesianos, debe calcularse la cinemática inversa del dispositivo para poder despejar los ángulos de articulación requeridos.
La cinemática inversa se refiere a la utilización de las ecuaciones cinemáticas de un robot para determinar los parámetros comunes que proporcionan una posición deseada del efector final.
La cinemática directa utiliza los parámetros comunes para calcular la configuración de la cadena, y la cinemática inversa invierte este cálculo para determinar los parámetros de conjuntos que logra una configuración deseada.
La solución al problema cinemático inverso consiste en encontrar los valores que deben adoptar las coordenadas articulares del robot q = [q1, q2, .
, qn] para que su extremo se posicione y oriente según una determinada configuración deseada.
Esto puede resultar en cálculos lentos, por lo que habitualmente en una implementación real se acota el tiempo máximo (o iteraciones) que debe realizar el algoritmo de búsqueda.
La cinemática inversa es importante para la programación de juegos y animación en 3D, donde se utiliza para conectar físicamente los personajes del juego para el mundo, tales como recepción de pies firmemente en la parte superior del terreno.
Una figura animada se modela con un esqueleto de segmentos rígidos conectados con las articulaciones, llama una cadena cinemática.
A menudo es más fácil para los diseñadores basados en computadoras, artistas y animadores para definir la configuración espacial de un conjunto o una cifra en las partes móviles o los brazos y las piernas, en lugar de manipular directamente los ángulos articulares.
Algunas herramientas como OpenRave utilizan un método denominado IKFast para solucionar problemas de cinemática inversa.
El procedimiento se basa en encontrar un número suficiente de relaciones geométricas en las que intervendrán las coordenadas del extremo del robot, sus coordenadas articulares y las dimensiones físicas de sus elementos.
Donde [T] es la transformación que se encuentra en el enlace final.
La cinemática inversa puede ser utilizada para determinar r '(t) de r (t), teniendo en cuenta las restricciones del sistema: la longitud del remolque es una constante y el proceso no requiere ningún conocimiento de las fuerzas entre los objetos .
