Incluye capítulos sobre morfología de los robots, modelos cinemáticos y dinámicos, arquitecturas de control, sensores, métodos de control, generación de trayectorias y propgramación. Asimismo, contiene capítulos que tratan de forma introductoria la detección de colisiones, planificación de caminos y telerrobótica. El libro incluye 43 ejemplos sobre manipuladores, robots móviles y técnicas de control y programación. Le acompaña un CD-ROM con el cual se suministra una herramienta MATLAB-Simulink que el lector podrá utilizar para realizar esos ejemplos, cambiar sus parámetros, o generar ejemplos nuevos involucrando diferentes robots y técnicas de control. Existe un sitio Web desde el que se podrán obtener versiones actualizadas de la herramienta a través de Internet. Este sitio podrá utillizarse también para que el lector ejecute ciertos ejemplos del libro y funciones de la herramienta sin necesidad de disponer de ningún software específico en su ordenador.
El libro puede emplearse en asignaturas de robótica de distintas titulaciones, así como en cursos para profesionales que deseen introducirse en la robótica o actualizar conocimientos con vistas a sus aplicaciones. Prefacio del autor CAPÍTULO 1. Introducción 1.1. Robótica 1.2. Esquema general del sistema robot 1.3. Robots manipuladores 1.3.1. Sistema mecánico 1.3.2. Actuadores 1.3.3. Sensores y sistemas de control 1.4. Robots móviles 1.5. Robots autónomos y telerrobótica 1.6. Conclusiones 1.7. Referencias CAPÍTULO 2. Morfología de los robots 2.1. Estructura de robots manipuladores 2.1.1. Tipos de articulaciones 2.1.2. Estructuras básicas 2.1.2.1. Configuración cartesiana 2.1.2.2. Configuración cilíndrica 2.1.2.3. Configuración polar o esférica 2.1.2.4. Configuración angular 2.1.2.5. Configuración Scara 2.1.3. Orientación del efector final 2.1.4. Efectores finales 2.2. Nuevas estructuras para robots manipuladores 2.2.1. Robots redundantes 2.2.2. Robots flexibles 2.2.3. Manos 2.3. Robots móviles 2.3.1. Vehículos con ruedas 2.3.1.1. Ackerman 2.3.1.2. Triciclo clásico 2.3.1.3. Direccionamiento diferencial 2.3.1.4. Skid Steer 2.3.1.5. Pistas de deslizamiento 2.3.1.6. Síncronas 2.3.1.7. Otras configuraciones 2.3.2. Locomoción mediante patas 2.3.3. Configuraciones articuladas 2.3.4. Robots submarinos y aéreos 2.4. Conclusiones 2.5. Referencias CAPÍTULO 3. Representación de la posición y orientación 3.1. Posición y orientación en el plano 3.2. Posición y orientación en el espacio 3.3. Transformación inversa 3.4. Transformaciones compuestas 3.5. Otras representaciones de la orientación 3.6. Conclusiones 3.7. Referencias CAPÍTULO 4. Modelos cinemáticos de robots 4.1. Introducción 4.2. Relaciones entre sistemas de referencia 4.3. Modelo directo del manipulador 4.3.1. Modelo de un robot manipulador con n articulaciones 4.4. Modelo inverso del manipulador 4.5. Velocidades lineales y angulares 4.5.1. Velocidad lineal 4.5.2. Velocidad angular 4.5.3. Propagación de velocidades 4.6. Jacobiano del manipulador 4.7. Modelos cinemáticos de robots móviles 4.7.1. Hipótesis básicas 4.7.2. Restricciones cinemáticas 4.7.3. Modelo jacobiano 4.7.4. Modelos de diferentes configuraciones 4.7.5. Estimación de la posición y orientación 4.7.6. Vehículos robóticos con manipuladores 4.8. Conclusiones 4.9. Referencias CAPÍTULO 5. Modelo dinámico 5.1. Aspectos dinámicos en robótica 5.2. Articulación simple de rotación 5.3. Generalización: modelo de un robot manipulador con n articulaciones 5.4. Formulación de Lagrange-Euler 5.5. Obtención del modelo dinámico mediante el método de Newton-Euler 5.5.1. Aceleraciones 5.5.2. Ecuaciones de Newton-Euler Formulación iterativa 5.6. Análisis del modelo dinámico de los manipuladores 5.7. Obtención de las trayectorias articulares 5.8. Modelos dinámicos de vehículos robóticos 5.9. Conclusiones 5.10. Referencias CAPÍTULO 6. Arquitecturas para control de robots 6.1. Introducción: funciones básicas y de control inteligente 6.2. Especificaciones 6.3. Requerimientos generales de la arquitectura 6.3.1. Programabilidad 6.3.2. Eficiencia 6.3.3. Capacidad de evolución 6.3.4. Grado de autonomía 6.3.5. Fiabilidad 6.3.6. Adaptabilidad 6.4. Tipos básicos de arquitecturas según reactividad 6.5. Aproximación al diseño de la arquitectura 6.5.1. Diseño funcional de la arquitectura 6.5.2. Gestión de ejecución e implantación 6.6. Soluciones hardware y software 6.7. Conclusiones 6.8. Referencias CAPÍTULO 7. Sensores 7.1. Introducción: sensores y magnitudes 7.2. Clasificaciones y características de sensores 7.3. Medidas de desplazamientos lineales y giros 7.3.1. Potenciómetros para medida de desplazamientos 7.3.2. Codificadores ópticos 7.3.2.1. Máquinas síncronas, transformadores y resolvedores 7.3.3. Medida de velocidad de ejes 7.4. Sensores de presencia y proximidad 7.5. Sensores de tacto 7.6. Medidas de fuerza y par 7.7. Sensores de navegación 7.7.1. Sensores Doppler 7.7.2. Compás magnético 7.7.3. Giróscopos 7.7.3.1. Giróscopos mecánicos 7.7.3.2. Giróscopos electrónicos 7.7.3.3. Giróscopos ópticos 7.7.4. Sistemas de navegación inercial 7.7.5. Estimación de posición de vehículos basada en estaciones de transmisión Aplicación del GPS 7.7.6. Sensores para vehículos auto guiados industriales 7.8. Conclusiones 7.9. Referencias CAPÍTULO 8. Control de las articulaciones de un robot manipulador 8.1. Estrategias de control de articulaciones 8.2. Control desacoplado de articulaciones 8.3. Control basado en el modelo dinámico 8.3.1. Ejemplos introductorios 8.3.2. Control basado en el modelo Par computado 8.4. Control adaptativo de robots 8.4.1. Introducción 8.4.2. Par computado adaptativo 8.4.3. Controlador de inercia adaptativa 8.5. Control con aprendizaje 8.6. Control en espacio cartesiano 8.7. Control de esfuerzos 8.7.1. Rigidez 8.7.2. Control de rigidez 8.7.3. Control híbrido esfuerzos/posición Conclusiones Referencias CAPÍTULO 9. Control de robots móviles 9.1. Control de movimientos de vehículos autónomos 9.2. Seguimiento de caminos explícitos 9.3. Seguimiento de caminos empleando métodos geométricos 9.3.1. Seguimiento mediante persecución pura 9.3.2. Control geométrico mediante generación de polinomios de orden cinco 9.4. Aplicación de la teoría de control 9.4.1. Controlabilidad y estabilización 9.4.2. Seguimiento de trayectorias 9.4.2.1. Trayectorias de referencia 9.4.2.2. Ley de control lineal 9.4.2.3. Ley de control no lineal 9.4.3. Seguimiento de caminos 9.4.3.1. Planteamiento del problema 9.4.3.2. Ley de control lineal 9.4.3.3. Ley de control no lineal 9.4.4. Seguimiento de caminos utilizando el modelo de la bicicleta 9.5. Seguimiento predictivo generalizado 9.6. Control reactivo 9.7. Conclusiones 9.8. Referencias CAPÍTULO 10. Generación de trayectorias 10.1. Planteamiento del problema 10.2. Definición paramétrica de las curvas 10.3. Técnicas de interpolación 10.3.1. Técnicas básicas de interpolación 10.3.2. Empleo de funciones sp1ine 10.4. Generación de caminos en el espacio cartesiano 10.5. Generación de trayectorias para manipuladores 10.6. Trayectorias articulares para manipuladores robóticos 10.6.1. Empleo de polinomios cúbicos 10.6.2. Empleo de polinomios cúbicos con puntos de paso 10.6.3. Empleo de polinomios de orden superior 10.6.4. Empleo de funciones lineales con enlace parabólico 10.7. Generación en tiempo real 10.8. Conclusiones 10.9. Referencias CAPÍTULO 11. Programación de robots 11.1. Sistemas de programación de robots 11.2. Programación por guiado 11.3. Programación textual 11.4. Sistemas de referencia 11.5. Especificación de movimientos en robots manipuladores 11.6. Estructuras de datos 11.7. Especificación de localizaciones 11.8. Interacción con el entorno y características tiempo real 11.9. Programación de vehículos robóticos 11.10. Conclusiones 11.11. Referencias CAPÍTULO 12. Detección de colisiones y planificación de caminos 12.1. Detección, evitación y planificación 12.2. Funciones de detección, evitación y planificación 12.3. Detección y evitación de colisiones mediante reacción directa a información de sensores 12.4. Modelos 12.4.1. Modelado mediante ocupación de celdas 12.4.2. Empleo de estructuras jerárquicas 12.4.3. Modelos del entorno basado en primitivas 3-D de sólidos 12.4.4. Expansión de obstáculos 12.4.5. Modelado en el espacio de configuraciones 12.5. Detección y evitación de colisiones empleando modelos 12.6. Planificación basada en modelo geométrico 12.6.1. Planteamiento del problema 12.6.2. Métodos en espacio cartesiano 12.6.3. Métodos en espacio de configuraciones 12.7. Métodos re activos 12.7.1. Campos potenciales 12.8. Conclusiones 12.9. Referencias CAPÍTULO 13. Telerrobótica 13.1. Introducción y conceptos básicos 13.2. Teleactuación 13.3. Diseño de sistemas de control de teleoperación 13.4. Sistemas bilaterales maestro-esclavo 13.5. Empleo de gráficos predictivos 13.6. Teleprogramación e interacción con el entorno 13.7. Control de supervisión 13.8. Telesensorización 13.9. Sistemas de visión en teleoperación 13.9.1. Cámaras 13.9.2. Visualizadores 13.9.3. Visualización de imágenes virtuales 13.9.4. Transmisión de imágenes para teleoperación 13.10. Conclusiones 13.11. Referencias Apéndice