Il controllo cinematico

Il controllo cinematico è il ramo della automazione, quindi della robotica, che gestisce i movimenti dei giunti del sistema. Il robot può essere composto da un unico corpo rigido oltre che da molteplici corpi rigidi connessi tra loro. Più corpi rigidi attaccati tra loro formano la catena cinematica, ad aumentare il numero di corpi rigidi aumenta anche la complessità del sistema. 

Solitamente i sistemi sono composti da una base che può essere flottante o meno, ed uno o più catene di giunti attaccate ad esso. Durante la mia attività di ricerca ho lavorato su due grandi tipologie di sistemi a base flottante. Troviamo, il sottomarino a base flottante con un braccio meccanico attaccato, il braccio meccanico presenta sei giunti. Per quanto riguarda il campo aereo, ho lavorato sul quadricotteri e multicotteri, con uno o più bracci meccanici attaccati.

Quando si lavora con sistemi complessi, la gestione della posizione per unità di tempo di ogni singolo giunto determina la posizione finale dell’oggetto. Immagina di dover prelevare un oggetto da un tavolo e trasportarlo nel lavandino, il nostro cervello effettua tutta una serie di operazioni per determinare il movimento di ogni singolo arto al fine di compiere l’operazione, allo stesso modo il controllo in questo caso cinematico va a definire la posizione di ogni singolo giunto nell’unità di tempo per portare l’elemento terminale nella posizione desiderata, il valore della posizione desiderata è il risultato della pianificazione della traiettoria.
Il controllo cinematico solitamente si sviluppa attraverso l’inversione della cinematica, ovvero partendo dalla posizione desiderata dell’elemento terminale del nostro robot si effettua un calcolo a ritroso per la determinazione di ogni singola posizione, per effettuare l’inversione della cinematica viene utilizzato un operatore matematico chiamato lo Jacobiano, che si presenta come una matrice, appunto attraverso l’inversione dello stessa si ottengono le velocità desiserate dei giunti, integrando si ottengono le posizioni dei singoli giunti e della base puntualmente.

Un’alta funzione del controllo cinematico, non meno importante, è la possibilità di aggiungere anche altri compiti, nella generazione della traiettoria. Ci sono infiniti altri compiti, tra questi troviamo l’efficienza energetica, l’attitudine di poter evitare gli ostacoli, se ne possono aggiungere tanti quanti sono i gradi di libertà “liberi” che ha il sistema in questione.

In questo post ho spiegato brevemente il concetto del controllo cinematico,, per una lettura più approfondita ti consiglio di visitare la mia pagina dedicata completamente alla ricerca, oppure se hai piacere puoi visitare il mio profilo Google Scholar.

E’ stato un piacere, vedere che sei arrivato fino alla fine di questo articolo, te ne sono grata, se hai bisogno di una consulenza oppure mi vuoi solo chiedere delle informazioni non esitate a contattarmi alla seguente mail.

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