Modelagem cinemática direta de braço robótico planar com 2 graus de liberdade
aplicação dos parâmetros de Denavit-Hartenberg
DOI:
https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v20.n55.5672Palabras clave:
Cinemática directa, Denavit-Hartenberg, Robótica, Manipulador planar, Simulación computacionalResumen
Este trabajo presenta la implementación y el análisis del modelado cinemático directo de un brazo robótico planar con dos grados de libertad (2-DOF). El estudio utiliza los parámetros de Denavit-Hartenberg para establecer el sistema de coordenadas y realizar la transformación geométrica necesaria para determinar la posición final del efector final. La metodología propuesta emplea herramientas computacionales en Python para la visualización tridimensional y el cálculo de las coordenadas cartesianas del punto terminal del manipulador. Los resultados demuestran la eficacia del enfoque matemático en la resolución del problema de cinemática directa, proporcionando una herramienta didáctica y práctica para el análisis de sistemas robóticos. La validación del modelo se realizó mediante simulaciones numéricas, confirmando la precisión de los cálculos cinemáticos y la adecuación de la representación gráfica tridimensional para el análisis del espacio de trabajo del manipulador.
Descargas
Citas
ANGELES, J. Fundamentals of Robotic Mechanical Systems: Theory, Methods, and Algorithms. 3. ed. New York: Springer, 2007. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-34580-2
CORKE, P. Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB. 2. ed. Berlin: Springer, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-54413-7
CRAIG, J. J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. 4. ed. Boston: Pearson, 2017.
DENAVIT, J.; HARTENBERG, R. S. A kinematic notation for lower-pair mechanisms based on matrices. Journal of Applied Mechanics, v. 22, n. 2, p. 215-221, 1955. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4011045
GOLUB, G. H.; VAN LOAN, C. F. Matrix Computations. 4. ed. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2013.
HARRIS, C. R. et al. Array programming with NumPy. Nature, v. 585, n. 7825, p. 357-362, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2
HIGHAM, N. J. Accuracy and Stability of Numerical Algorithms. 2. ed. Philadelphia: SIAM, 2002. DOI: https://doi.org/10.1137/1.9780898718027
HUNTER, J. D. Matplotlib: A 2D graphics environment. Computing in Science & Engineering, v. 9, n. 3, p. 90-95, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/MCSE.2007.55
KHALIL, W.; DOMBRE, E. Modeling, Identification and Control of Robots. 3. ed. London: Kogan Page Science, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-190399666-9/50014-2
LYNCH, K. M.; PARK, F. C. Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. DOI: https://doi.org/10.1017/9781316661239
MCKINNEY, W. Python for Data Analysis: Data Wrangling with Pandas, NumPy, and IPython. Sebastopol: O'Reilly Media, 2012.
MURRAY, R. M.; LI, Z.; SASTRY, S. S. A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation. Boca Raton: CRC Press, 1994.
NAKAMURA, Y. Advanced Robotics: Redundancy and Optimization. Boston: Addison-Wesley, 1991.
SCIAVICCO, L.; SICILIANO, B. Modelling and Control of Robot Manipulators. 2. ed. London: Springer-Verlag, 2000. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4471-0449-0
SICILIANO, B. et al. Robotics: Modelling, Planning and Control. London: Springer, 2009. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-84628-642-1
SPONG, M. W.; HUTCHINSON, S.; VIDYASAGAR, M. Robot Modeling and Control. 2. ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2020.
VAN DER WALT, S.; COLBERT, S. C.; VAROQUAUX, G. The NumPy array: a structure for efficient numerical computation. Computing in Science & Engineering, v. 13, n. 2, p. 22-30, 2011. DOI: https://doi.org/10.1109/MCSE.2011.37
VAN ROSSUM, G.; DRAKE, F. L. Python 3 Reference Manual. Scotts Valley: CreateSpace, 2009.
YOSHIKAWA, T. Foundations of Robotics: Analysis and Control. Cambridge: MIT Press, 1990. DOI: https://doi.org/10.7551/mitpress/3074.001.0001
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Cadernos UniFOA

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
CESSIONÁRIA
FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA - FOA, mantenedora do CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA - UniFOA,
entidade fundacional com personalidade jurídica sem fins lucrativos de direito privado, inscrita no CNPJ sob nº 32.504.995/0001-14, com sede na Avenida Dauro Peixoto Aragão, nº 1325, bairro Três Poços, Volta Redonda – RJ, doravante denominada FOA/UniFOA.
CLÁUSULA PRIMEIRA: O CEDENTE cede e transfere gratuitamente sem direito a remuneração, reembolso ou compensação de qualquer natureza, em caráter irrevogável e irretratável à FOA/UniFOA, todos os direitos autorais (morais e patrimoniais) relativo à obra acima intitulada, tudo em conformidade com a Lei nº 9.610/98.
PARÁGRAFO PRIMEIRO: O CEDENTE desde já, declara que a obra cedida é de sua exclusiva autoria, assumindo total responsabilidade civil e penal, quanto ao conteúdo, citações e referências que fazem parte de seu conteúdo, bem como, por eventuais questionamentos judiciais ou extrajudiciais em decorrência de sua divulgação, devendo concordar inequivocamente com a exclusão da FOA/UniFOA do polo passivo de quaisquer demandas.
PARÁGRAFO SEGUNDO: O CEDENTE assume inteira responsabilidade pelos dados pessoais tratados em função da obra acima intitulada, declarando ainda que observou sempre que possível, os critérios de anonimização ou pseudonimização dos dados para publicação final pela FOA/UniFOA, de acordo com artigo 7º, IV da Lei nº 13.709/2018.
PARÁGRAFO TERCEIRO: Na hipótese de existirem na obra acima intitulada dados pessoais identificados ou identificáveis, que não passaram por processo de anonimização, o CEDENTE declara que informou e disponibilizou aos titulares/terceiros, mecanismos de exercício dos direitos previstos na Lei nº 13.709/18.
PARÁGRAFO QUARTO: Os dados pessoais identificados ou identificáveis presentes na obra acima intitulada, ficarão disponíveis após publicação pela FOA/UniFOA, nos termos do art. 16, II da Lei nº 13.709/2018.
CLÁUSULA SEGUNDA: A FOA/UniFOA fica autorizada a utilizar, reproduzir, distribuir, divulgar, disponibilizar, publicar e licenciar a obra, sob qualquer forma e por quaisquer meios admitidos em lei, inclusive em ambiente digital, observadas as políticas editoriais da instituição e as licenças de uso adotadas para a publicação.
PARÁGRAFO ÚNICO: A utilização, reprodução, divulgação, publicação, compartilhamento, licenciamento ou qualquer outra forma de exploração autorizada da obra pela FOA/UniFOA não gerará ao CEDENTE qualquer direito à remuneração, reembolso, indenização, compensação financeira, participação em receitas ou vantagem econômica de qualquer natureza, permanecendo a presente cessão e autorização em caráter integralmente gratuito.
CLÁUSULA TERCEIRA: A FOA/UniFOA fica autorizada a promover o registro da obra na forma prevista no artigo 19 da Lei nº 9.610/1998, podendo averbar a presente autorização/cessão à margem do registro a que se refere o artigo 19 da Lei nº 9.610/1998, ou não estando a obra registrada, poderá a presente cessão ser registrada em Cartório de Títulos e Documentos, em havendo necessidade.
CLÁUSULA QUARTA: O presente instrumento é firmado por prazo indeterminado.
CLÁUSULA QUINTA: O CEDENTE outorga à FOA/UniFOA, a mais plena, geral, rasa, irretratável, irrestrita e inequívoca quitação pela presente cessão e transferência dos direitos autorais da obra intitulada acima, renunciando a todo e qualquer direito porventura existente, obrigando-se em todos os seus termos e condições, por si, seus herdeiros e sucessores.
CLÁUSULA SEXTA: O CEDENTE desde já está ciente e de acordo que:
- A obra não poderá ser comercializada e sua contribuição não gerará ônus para a FOA/UniFOA;
- A obra será disponibilizada em formato digital no sítio eletrônico do UniFOA para pesquisas e downloads de forma gratuita;
- A obra não será impressa, salvo em casos específicos cabendo à Editora FOA a definição;
- Todo o conteúdo é de total responsabilidade dos autores na sua forma e originalidade;
- Todas as imagens utilizadas (fotos, ilustrações, vetores e etc.) devem possuir autorização para uso;
- Que a obra não se encontra sob a análise em qualquer outro veículo de comunicação científica, caso contrário o CEDENTE deverá justificar a submissão à Editora FOA, que analisará o pedido, podendo ser autorizado ou não.
CLÁUSULA SÉTIMA: A obra objeto da presente cessão poderá ser disponibilizada pela FOA/UniFOA sob a licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial (CC BY-NC), identificada na imagem abaixo - ou outra licença que venha a ser definida pela FOA/UniFOA, observados os critérios editoriais, institucionais, científicos e os requisitos estabelecidos por bases indexadoras, repositórios acadêmicos, organismos de fomento, sistemas de divulgação científica ou demais normas aplicáveis à publicação da obra.
PARÁGRAFO ÚNICO: O CEDENTE declara estar ciente e concordar que a escolha, alteração ou atualização da licença de publicação da obra constitui prerrogativa exclusiva da FOA/UniFOA, desde que observadas as finalidades acadêmicas, científicas e institucionais da publicação.
CLÁUSULA OITAVA: O CEDENTE está ciente e de acordo que tem por obrigação solicitar a autorização expressa dos coautores da obra/artigo, bem como dos professores orientadores antes da submissão do mesmo, se obrigando inclusive a mencioná-los no corpo da obra, sob pena de responder exclusivamente pelos danos causados.
