Análisis comparativo de métodos para la obtención de la cinemática inversa de un manipulador cilíndrico

Enrique García Trinidad; Emmanuel Arcos Hernández; Victor García Gutiérrez; José Bernardo Torres Valle; Edebaldo Peza Ortíz; Carlos Hernandez Borja

Autores/as

Enrique García Trinidad Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0003-2875-0500
Emmanuel Arcos Hernández Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0002-3404-1375
Victor García Gutiérrez Universidad Autónoma Metropolitana https://orcid.org/0009-0002-1022-4027
José Bernardo Torres Valle Universidad Tecnológica Fidel Velázquez https://orcid.org/0000-0002-4302-1640
Edebaldo Peza Ortíz Universidad Tecnológica Fidel Velázquez https://orcid.org/0000-0003-0236-883X
Carlos Hernandez Borja Universidad Tecnológica Fidel Velázquez https://orcid.org/0000-0002-8138-9016

Palabras clave:

robótica, cinemática inversa, análisis geométrico, manipulador cilíndrico, métodos numéricos, trayectoria continua

Resumen

La cinematica inversa es fundamental para el control de robots manipuladores, donde la eficiencia y la precisión son críticas. Este trabajo presenta una solucion geométrica, exacta y de forma cerrada para la cinemática inversa de un manipulador cilíndrico. Se realiza una comparativa de rendimiento rigurosa entre el metodo geométrico propuesto y ocho algoritmos numéricos iterativos de proposito general, validada mediante una prueba de estrés sobre una trayectoria continua de alta resolución. Los resultados demuestran empíricamente que la solucion geométrica permite frecuencias de control superiores a 122 kHz, siendo más de 400 veces más rápida que la mejor alternativa numérica evaluada y alcanzando un error de posicionamiento nulo. Esta investigación aporta evidencia cuantitativa de que, para manipuladores no redundantes, los solucionadores especializados son indispensables para aplicaciones de tiempo real estricto o hardware embebido, superando drasticamente a los de proposito general.

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