matriz encontrar la relación inversa valida para esta configuración. En este casohay que considerar, en primer lugar, que el valor numérico de la Jacobiana vacambiando a medida que el robot se mueve y, por lo tanto, la jacobiana inversa hade ser recalculada constantemente. Además, pueden existir n-uplas (q1,... , qn)para las cuales la matriz jacobiana J no sea invertible por ser su determinante,denominado Jacobiano, nulo. Estas configuraciones del robot en las que elJacobiano se anula se denominan configuraciones singulares y serán tratadas enel siguiente tema.Una tercera dificultad que puede surgir con este y otros procedimientos decómputo de la matriz Jacobiana inversa, se deriva de la circunstancia de que lamatriz J no sea cuadrada. Esto ocurre cuando el número de grados de libertad delrobot no coincide con la dimensión del espacio de la tarea (normalmente seis).En el caso de que el número de grados de libertad sea inferior, la matrizJacobiana tendrá mas filas que columnas. Esto quiere decir que el movimiento delrobot esta sometido a ciertas restricciones (por ejemplo, no se puede alcanzarcualquier orientación).Típicamente esto ocurre en los casos en los que esta restricción no tieneimportancia, como en robots dedicados a tareas como soldadura por arco odesbardado, en las que la orientación de la herramienta en cuanto a su giro entorno al vector A es indiferente, por lo que puede ser eliminado este grado delibertad del espacio de la tarea, quedando una nueva matriz Jacobiana cuadrada.En los casos en el que el robot sea redundante (mas de 6 grados de libertad omás columnas que filas en la matriz Jacobiana) existirán grados de libertadarticulares innecesarios, es decir, que no será preciso mover para alcanzar lasnuevas posiciones y velocidades del extremo requeridas. Por ello, lacorrespondiente velocidad articular podrá ser tomada como cero, o si fuera útil,como un valor constante.En general, en el caso de que la Jacobiana no sea cuadrada podrá ser usadoalgún tipo de matriz pseudo inversa, como por ejemplo (1 / J (J)expT).La tercera alternativa para obtener la matriz Jacobiana inversa es repetir elprocedimiento seguido por la obtención de la Jacobiana directa, pero ahorapartiendo del modelo cinematico inverso. Esto es conocida la relación:q1 = F1(x, y, z, a, ß, g)...qn = Fn(x, y, z, a, ß, g)La matriz Jacobiana inversa se obtendrá por diferenciación con respecto deltiempo de ambos miembros de la igualdad:52
Derivadas de cada elemento:(q1,....,qn) = (1 / J) (x, y, z, a, ß, g)(1 / J) =F1 / dx, ...., F1 / dg...., ...., ....Fn / dx, ...., Fn / dgComo en el caso de la primera alternativa, este método puede seralgebraicamente complicado.Dada la importancia que para el control del movimiento del robot tiene laJacobiana, se han desarrollado otros procedimientos numéricos para el cálculorápido de la Jacobiana.Configuraciones singulares.Se denominan configuraciones singulares de un robot a aquellas en el que eldeterminante de su matriz Jacobiana (Jacobiano) se anula. Por esta circunstancia,en las configuraciones singulares no existe jacobiana inversa.Al anularse el Jacobiano, un incremento infinitesimal de las coordenadascartesianas supondría un incremento infinito de las coordenadas articulares, lo queen la practica se traduce en que las inmediaciones de las configuracionessingulares, el pretender que el extremo del robot se mueva a velocidad constante,obligaría a movimientos de las articulaciones a velocidades inabordables por susactuadores.Por ello, en las inmediaciones de las configuraciones singulares se pierde algunode los grados de libertad del robot, siendo imposible que su extremo se mueva enuna determinada dirección cartesiana.Las diferentes configuraciones singulares del robot pueden ser clasificadas como:-Singularidades en los límites del espacio de trabajo del robot. Se presentancuando el extremo del robot esta en algún punto del limite de trabajo interior oexterior. En esta situación resulta obvio que el robot no podrá desplazarse en lasdirecciones que lo alejan de este espacio de trabajo.53
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