1 00:00:00,420 --> 00:00:04,240 En esta clase vamos a revisar la simulación del manipulador aéreo. 2 00:00:04,500 --> 00:00:09,360 De igual manera que el otro robot que habíamos revisado voy a dejar los archivos en una carpeta donde 3 00:00:09,360 --> 00:00:15,540 deben correr todos los programas en la misma carpeta para que no tengan ningún error y como habíamos 4 00:00:15,540 --> 00:00:20,540 visto vamos a empezar con las funciones que habíamos revisado a lo largo del curso. 5 00:00:20,670 --> 00:00:24,860 Tenemos acá nuestro tiempo de muestreo y también nuestro vector de tiempo. 6 00:00:25,080 --> 00:00:32,660 Acá tenemos las condiciones iniciales en el centro geométrico del robot tenemos en x y z. 7 00:00:32,670 --> 00:00:37,900 También tenemos la orientación y las posiciones angulares de cada uno de los eslabones. 8 00:00:37,920 --> 00:00:43,260 Acá tenemos la distancia en metros donde se encuentra ubicado la base del manipulador. 9 00:00:43,260 --> 00:00:46,950 Acá tenemos la altura de la base del manipulador. 10 00:00:46,950 --> 00:00:53,700 Acá tenemos las longitudes del eslabón 1 y 2 y luego mediante el modelo geométrico vamos a hallar la 11 00:00:53,700 --> 00:00:55,070 posición como en ACAM. 12 00:00:55,110 --> 00:01:02,460 Esto lo vamos a renombrar lo vamos a llamar como Ekiza y esto como se ha debido a la nomenclatura que 13 00:01:02,460 --> 00:01:10,110 habíamos revisado en el modelo entonces este sería la posición en donde se va a ubicar la base del brazo 14 00:01:10,110 --> 00:01:16,500 robótico entonces vamos a obtener de la siguiente manera Y acá tenemos ya el modelo matemático que habíamos 15 00:01:16,500 --> 00:01:22,310 obtenido es decir el modelo geométrico de este entonces aquí vamos a ingresar como ven diferentes velocidades. 16 00:01:22,310 --> 00:01:29,700 En total son seis tipos de velocidades comparado con las cuatro que habíamos encontrado en el robot 17 00:01:29,700 --> 00:01:31,080 tipo un ciclo. 18 00:01:31,080 --> 00:01:33,570 A continuación vamos al bucle de simulación. 19 00:01:33,570 --> 00:01:40,050 Acá podemos ver el bucle y de la misma manera vamos a utilizar la matriz jacobiano que habíamos encontrado. 20 00:01:40,050 --> 00:01:46,020 Entonces vamos a declarar cada uno de sus elementos de la matriz y luego lo vamos a unir para formar 21 00:01:46,020 --> 00:01:48,390 la matriz total que vemos acá. 22 00:01:48,390 --> 00:01:53,220 Luego vamos a tener el vector de velocidades como pueden ver acá tenemos el vector de velocidades de 23 00:01:53,220 --> 00:02:00,360 referencia o acciones de control y luego vamos a echar las velocidades en la punta del Creeper o en 24 00:02:00,360 --> 00:02:03,210 el punto de control que habíamos obtenido. 25 00:02:03,240 --> 00:02:09,810 Entonces tenemos aquí las velocidades en ese punto luego de igual manera vamos a utilizar el modelo 26 00:02:09,810 --> 00:02:16,830 cinemático para realizar la simulación debido a que no poseemos un robot real en el cual podamos hacer 27 00:02:16,830 --> 00:02:24,900 pruebas pero podemos realizar de una manera fácil y sencilla y de manera confiable en un computador 28 00:02:24,900 --> 00:02:30,840 mediante el modelo que acabamos de obtener es una de las ventajas de realizar simulación que no es necesario 29 00:02:30,840 --> 00:02:34,600 tener un robot físico para experimentar. 30 00:02:34,710 --> 00:02:41,580 Entonces no hay pretexto para que ustedes aprendan robótica simplemente tienen que ir diseñando sus 31 00:02:41,580 --> 00:02:47,510 algoritmos de control u otras cosas que quieran experimentar con estos modelos y luego si desean pueden 32 00:02:47,550 --> 00:02:50,430 implementarlos en robots reales. 33 00:02:50,540 --> 00:02:55,920 Entonces una vez aclarado esto vamos a ACAM tenemos aquí el ángulo cómo ven el ángulo de orientación 34 00:02:55,920 --> 00:03:03,450 en el eje Z que lo vamos a obtener integrando como ven acá la velocidad angular tenemos el X punto el 35 00:03:03,660 --> 00:03:05,300 punto y el Z punto. 36 00:03:05,310 --> 00:03:12,150 Luego mediante integración numérica vamos a obtener las posiciones en ese punto central para los siguientes 37 00:03:12,150 --> 00:03:13,940 instantes de muestreo. 38 00:03:13,950 --> 00:03:20,910 A continuación vemos también la integración numérica aplicada a cada uno de los eslabones y luego vamos 39 00:03:20,910 --> 00:03:29,930 a obtener cómo ven acá la posición donde se encuentra el brazo robótico listo una vez que tenemos esto. 40 00:03:29,940 --> 00:03:36,090 En cambio acá vamos a hallar de igual manera utilizando la integral numérica como vemos acá hemos integrado 41 00:03:36,090 --> 00:03:45,670 cada uno de estos elementos para obtener las posiciones en x y z de los siguientes instantes de muestreo. 42 00:03:45,750 --> 00:03:52,890 Finalmente vamos a ver acá tenemos el movimiento estroboscópicas del robot donde podemos observar las 43 00:03:52,890 --> 00:03:59,550 mismas características que habíamos revisado en el modelo del robot móvil de la misma manera tenemos 44 00:03:59,550 --> 00:04:06,540 acá todas las configuraciones esto lo vamos a quitar y acá podemos ver que se vuelve a repetir tenemos 45 00:04:06,540 --> 00:04:13,230 acá el dibujo del dron en este caso no tenemos parámetros del dron solamente tenemos un archivo es una 46 00:04:13,230 --> 00:04:20,460 de las diferencias que hay entre los archivos anteriores que habíamos visto y como pueden observar Aqaba 47 00:04:20,490 --> 00:04:27,930 a desplazarse en x y z y también va a tener una orientación en el eje z y adicionalmente hemos hecho 48 00:04:27,930 --> 00:04:36,630 una escala del 1.2 de aquí es una escala y acá podemos observar las condiciones iniciales o puntos iniciales 49 00:04:36,660 --> 00:04:39,190 para distinguir del movimiento del robot. 50 00:04:39,210 --> 00:04:45,960 En cambio acá vemos que se repite el brazo robótico con las mismas características que habíamos visto 51 00:04:46,050 --> 00:04:47,310 anteriormente. 52 00:04:47,310 --> 00:04:54,500 Entonces como podemos observar todo esto acá se vuelve a repetir acá simplemente son figuras donde muestran 53 00:04:54,510 --> 00:04:57,590 cada una de las acciones de control que hemos ingresado. 54 00:04:58,230 --> 00:05:04,790 Entonces vamos a empezar dando velocidades y vamos a observar cuál es el resultado. 55 00:05:04,790 --> 00:05:12,580 En primer lugar vamos a encerrar todas las velocidades vamos a mantener todo todas las condiciones iniciales 56 00:05:12,580 --> 00:05:19,600 e igual en cero no hay ningún problema y vamos a dar una velocidad frontal a esta velocidad frontal 57 00:05:19,630 --> 00:05:23,950 también está referida al eje X es decir la velocidad sobre el eje x. 58 00:05:24,130 --> 00:05:30,340 Entonces vamos a ver ese resultado vamos a correr el programa Bueno aquí vamos a cambiar el directorio 59 00:05:30,910 --> 00:05:37,360 y vamos a observar lo siguiente Cómo pueden ver aquí se desplaza sobre el eje X positivo como pueden 60 00:05:37,360 --> 00:05:37,680 ver. 61 00:05:37,690 --> 00:05:42,190 Bueno aquí ya se ocultó el dron debido a que no existe espacio suficiente para observar. 62 00:05:42,190 --> 00:05:49,600 Entonces es muy importante ajustar el axis listo entonces vamos a ver si lo ponemos como negativo el 63 00:05:49,600 --> 00:05:56,770 robot debería moverse sobre el eje negativo de las leches como podemos ver efectivamente realiza la 64 00:05:56,770 --> 00:05:58,730 trayectoria esperada. 65 00:05:58,810 --> 00:06:05,070 A continuación vamos a darle velocidad lateral entonces vamos a ver esa velocidad lateral. 66 00:06:05,080 --> 00:06:12,460 Vamos a agregarle cero a la velocidad frontal y vamos a darle un valor de cero punto uno a la velocidad 67 00:06:12,460 --> 00:06:13,120 lateral. 68 00:06:13,150 --> 00:06:20,500 Vamos a correr el programa y podemos ver efectivamente el robot se mueve de manera lateral en este caso 69 00:06:21,490 --> 00:06:23,270 creo que lo hemos agregado un seno. 70 00:06:23,270 --> 00:06:25,020 Efectivamente está agregado a un seno. 71 00:06:25,030 --> 00:06:34,140 Por eso se dirige hacia arriba y luego bajan debido al cambio de signo que tiene la función seno. 72 00:06:34,190 --> 00:06:35,810 Listo ahora vamos a agregar. 73 00:06:35,820 --> 00:06:41,440 Bueno vamos a encerrar esta parte de aquí vamos a encerrarlo y vamos a agregar una velocidad en el eje 74 00:06:41,440 --> 00:06:48,520 z entonces esta velocidad que me permite esto me permite al robot como Ben que vuele entonces eso le 75 00:06:48,520 --> 00:06:50,410 da una velocidad en el eje Z. 76 00:06:50,410 --> 00:06:58,240 Como pueden ver acá y comienza a subir el dron si fuera en signo negativo simplemente ir hacia abajo. 77 00:06:58,240 --> 00:07:04,450 Ahora vamos a intentar la rotación vamos a encerrar todo y vamos a mantener la rotación vamos a dar 78 00:07:04,450 --> 00:07:09,100 un valor de 0.2 y vamos a observar cómo el robot comienza a girar. 79 00:07:09,100 --> 00:07:17,410 Como pueden ver en sentido anti horario debido al signo y ha formado como ven ha dibujado una trayectoria 80 00:07:17,950 --> 00:07:21,760 en forma de círculo como pueden ver allí. 81 00:07:21,910 --> 00:07:23,630 El brazo robótico. 82 00:07:23,860 --> 00:07:27,140 Luego vamos a probar cada uno de los eslabones. 83 00:07:27,250 --> 00:07:34,150 Vamos a probar los eslabones vamos a poner aquí un 0.1 y vamos a observar qué sucede vamos a observar 84 00:07:34,150 --> 00:07:34,610 qué sucede. 85 00:07:34,620 --> 00:07:39,550 Como vemos acá el brazo sube pero en este caso hay que tener muy en cuenta las limitaciones que tiene 86 00:07:39,550 --> 00:07:40,900 este brazo. 87 00:07:40,900 --> 00:07:49,990 Ojo en eso Miren podemos observar aquí cómo el brazo ya ha chocado sobre la estructura del dron eso 88 00:07:50,010 --> 00:07:59,910 hay que tener muy en cuenta una de las ventajas de este robot tenga redundancia yo puedo especificará 89 00:07:59,910 --> 00:08:05,990 el brazo robótico que se mantenga en una inclinación digamos el primer eslabón y menos 45 que sería 90 00:08:06,010 --> 00:08:09,280 hacia abajo y el otro permanezca en cero grados. 91 00:08:09,280 --> 00:08:16,540 Entonces podría utilizar eso para mantener al brazo robótico debajo de las hélices para que no haya 92 00:08:16,540 --> 00:08:18,010 ningún problema. 93 00:08:18,010 --> 00:08:23,000 Es uno de los algoritmos que he desarrollado para evitar esta parte. 94 00:08:23,000 --> 00:08:27,430 Bueno eso ya como ven es parte de la experimentación. 95 00:08:27,580 --> 00:08:34,370 Sin embargo aquí en simulación como ven se puede hacer de todo podemos simular esto y ver qué pasa. 96 00:08:34,480 --> 00:08:40,750 Es una de las ventajas de la simulación sabríamos qué va a ocurrir antes de implementarlo en un robot 97 00:08:40,750 --> 00:08:44,220 real esto implementado de una manera directa en una parte real. 98 00:08:44,230 --> 00:08:53,470 Como ven ya sufría daños el dron acá ya se dañaba completamente la hélice que está formando acá entonces 99 00:08:53,470 --> 00:08:59,800 como ven hay que tomar muy en cuenta el análisis de la parte de simulación para luego realizar ya la 100 00:08:59,800 --> 00:09:01,070 parte experimental. 101 00:09:01,090 --> 00:09:07,570 Entonces como ven hay mucha ventaja en realizar simulación es muy importante primero realizar simulación 102 00:09:07,930 --> 00:09:15,700 y luego implementarlo alguna vez tal vez si fueron estudiantes de electrónica o son estudiantes de electrónica 103 00:09:16,240 --> 00:09:21,730 revisaron proteins por ejemplo es un programa donde nosotros podemos desarrollar nuestros circuitos 104 00:09:22,030 --> 00:09:28,990 simular y luego poder implementarlos en la vida real entonces esto es similar nosotros realizamos la 105 00:09:28,990 --> 00:09:37,000 simulación como ven acá del brazo y el dron y como podemos ver si ingresamos esas velocidades el dron 106 00:09:37,120 --> 00:09:44,580 se dañaría entonces vamos acá y vamos a cambiar esa parte de acá entonces podríamos cambiar esta parte 107 00:09:44,590 --> 00:09:50,410 por ejemplo acá podríamos aumentar la frecuencia y vamos a ver que tal vez ahí ya no Choc entonces como 108 00:09:50,410 --> 00:09:55,530 vemos acá vamos a verlo un poquito más cerca vamos a cambiar esto y simplemente vamos a poner uno y 109 00:09:55,540 --> 00:10:02,690 vamos a correr de nuevo para ver qué sucede y cómo pueden ver ahí llega a tocar como pueden ver aún 110 00:10:02,760 --> 00:10:03,960 llega a tocar. 111 00:10:03,960 --> 00:10:12,020 Entonces nosotros podríamos mandar una frecuencia mucho más más pequeña para que el brazo no toque o 112 00:10:12,030 --> 00:10:14,160 como él les había mencionado. 113 00:10:14,160 --> 00:10:19,890 Simplemente deberíamos considerar que el brazo robótico no debe tener esta configuración. 114 00:10:19,890 --> 00:10:25,170 Eso les habían mencionado que se puede hacer con algoritmos de control listo entonces una vez aclarado 115 00:10:25,170 --> 00:10:31,410 esto vamos a ir probando también el otro de una vez vamos a darle una frecuencia más grande vamos a 116 00:10:31,410 --> 00:10:36,750 correr de nuevo y vamos a observar que quizás se mueven los dos brazos se puede ver la simulación de 117 00:10:36,750 --> 00:10:44,310 los dos brazos para ver esto de mejor manera vamos a rotar el robot vamos a derrotarlo 180 grados entonces 118 00:10:44,310 --> 00:10:51,180 vamos a cambiar aquí la orientación vamos a ponerle Pik vamos a correr el programa y como podemos observar 119 00:10:51,330 --> 00:10:57,000 ahí vemos que este brazo este eslabón choca con la hélice entonces eso es un peligro. 120 00:10:57,300 --> 00:10:58,230 Qué vamos a hacer. 121 00:10:58,320 --> 00:11:04,800 Pues simplemente vamos a decir lo siguiente Vamos a rotar el ángulo vamos a iniciar loka donde estás 122 00:11:04,860 --> 00:11:13,530 el ángulo extra aquí vamos a rotar esto menos cuartos vamos a mandarlo hacia abajo y vamos a correr 123 00:11:13,530 --> 00:11:20,100 de nuevo y como pueden ver ahí ya no existe el peligro de que choque el brazo con la hélice. 124 00:11:20,340 --> 00:11:27,300 Hemos cambiado la condición inicial del brazo y como pueden observar no existe ningún peligro de que 125 00:11:27,840 --> 00:11:30,470 el brazo alcance a la hélice. 126 00:11:30,540 --> 00:11:37,140 A continuación ya vamos a experimentar algo más vamos a realizar ya el desplazamiento y el vuelo del 127 00:11:37,140 --> 00:11:37,400 dron. 128 00:11:37,410 --> 00:11:42,740 Entonces para ello vamos a cambiar esta parte de acá que habíamos quitado. 129 00:11:42,990 --> 00:11:51,900 Vamos a ponerlo en 7 vamos arriba y ya vamos a darle una velocidad NZ vamos a darle una velocidad en 130 00:11:51,910 --> 00:11:59,190 Z de 0.1 y también vamos a dar velocidades en doble. 131 00:11:59,220 --> 00:12:01,450 Vamos a dar una velocidad de 0.1 igual. 132 00:12:01,470 --> 00:12:04,440 De igual manera vamos a ver qué sucede. 133 00:12:04,440 --> 00:12:12,990 Vamos a ver qué sucede y cómo pueden observar ahí el robot está rotando y también está subiendo y moviendo 134 00:12:12,990 --> 00:12:20,910 también cada una de sus articulaciones y como pueden observar ahí comienza a hacer una trayectoria podemos 135 00:12:20,910 --> 00:12:28,230 ver ahí la trayectoria generada por el dron y como les habían mencionado gracias a los controladores 136 00:12:28,240 --> 00:12:33,990 nosotros podríamos especificar la trayectoria que deseamos que el dron realice. 137 00:12:34,770 --> 00:12:41,460 Entonces tenemos esta ventaja de realizar simulaciones antes de implementar un robot real.